一文读懂Starlink“星链计划”的来龙去脉

  “星链计划”（Starlink）计划于2019年至2024年间，批量发射卫星进入地球轨道，建立覆盖全球的卫星网络，向地球提供高速互联网接入服务。阶段计划：12次发射，组网基本覆盖美国，24次发射覆盖全球主要地区，30次无死角。部署800颗卫星后将开展商业服务。SpaceX原计划在2019年实验性发射5次300颗卫星，2020年发射24次共计1440颗卫星。截止目前，SpaceX已累计发射了541颗“星链”卫星。

  第一批，批量发射60颗，2019年5月24日，并于2019年10月22日，调试成功。

  第三批，2020年1月7日10时19分，SpaceX在卡角空军基地SLC-40发射平台，使用猎鹰9号成功发射了第三批60颗星链卫星，部署到距离地球约290公里的轨道上。在猎鹰9号升空8分钟后，SpaceX在海上驳船上成功回收了猎鹰9号一级火箭。接下来的1至4个月，星链卫星将通过推进器提升轨道高度至550公里。

  第四批，猎鹰9号火箭搭载60颗卫星从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。2020年美东时间1月29日上午9时6分发射升空，约8分钟后火箭第一级返回并降落在大西洋上的无人驾驶回收船上。这是该火箭第一级第三次成功回收。火箭发射约1小时后，这批卫星被送至地球上空290千米处的静止轨道。未来几个月内，它们将借助机载离子推进器逐步进入地球上空550千米处的预定轨道。

  第六批，搭载60颗卫星的“猎鹰9号”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。美国东部时间2020年3月18日8时16分发射，约15分钟后“猎鹰9号”火箭一级助推器成功将这60颗卫星送入了距地球275英里（约合443公里）的轨道，未来它们将借助自身搭载的推进器最终进入地球上空约550千米处的运行轨道。星链规模增加到362颗（包括62颗测试版本卫星）。预计，今年开始为偏远和服务不足的美国用户更好的提供服务。

  第七批，搭载60颗卫星的“猎鹰9”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。美国东部时间2020年4月22日15时30分（北京时间23日3时30分）发射升空，约2分钟后火箭一二级成功分离。随后，火箭第一级按计划降落到大西洋上的回收船上。发射约15分钟后，这批卫星被送至地球上空的一个椭圆形轨道，未来它们将借助自身搭载的推进器最终进入地球上空约550千米处的运行轨道。

  2020年5月20日，美国陆军与SpaceX签署了合作研究与发展协议(CRADA)，未来三年测试使用Starlink的宽带服务于美军军事网络数据传输。该项目将由位于马里兰州阿伯丁试验场的作战能力发展司令部的C5ISR中心监督。美国陆军将通过该项目了解先进的技术在商业通信卫星中的应用，例如新的“星链”LEO星座和能够跟踪LEO卫星的现代卫星通信终端的开发。进一步改善美国陆军现有的军用卫星通信设施，并有可能未来直接用“星链”服务来进行作战。

  2.“星链”系统承诺个人用户端地面站小型平板天线还未露面，目前正在测试的用户地面站仍使用体积较大的碟状天线，便携式的小型用户地面站设备仍然有许多技术难题需要解决。

  3.安全问题，目前“星链”系统规划中的星间激光传输仍未实现，其卫星之间仍然使用无线电波传输数据，相比激光通信系统，信息易被窃取监听。（2020年6月10日公众号信息：2020年2月20日，上海无线电设备研究所研制的低轨星间激光通信终端随着新技术试验卫星C星、D星发射入轨，于3月中旬实现了国内首次LEO星间激光通信，双向通信速率2.5Gbps，终端重量9kg，是目前国内数据率最高、重量最轻的星间激光通信终端。在随后跟进的系统测试中，该型终端运行稳定、可靠，达到全部设计目标。）

  第八批，美国东部时间2020年6月3日21时25分搭载60颗卫星的“猎鹰9”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。2分36秒后，火箭一二级成功分离。随后，火箭第一级按计划降落到大西洋上的回收船上。该火箭第一级此次已是第五次使用。发射约15分钟后，这批卫星被送至地球上空的一个椭圆形轨道，未来它们将借助自身搭载的推进器进入地球上空约550千米处的运行轨道。

  第九批，美国太空探索技术SpaceX公司2020年6月13日顺利完成“星链”计划第9次发射任务，用一枚“猎鹰9”火箭将61颗卫星送入太空。这61颗卫星包括58颗“星链”卫星和3颗美国私营地球影像公司普兰尼特的观测卫星。这是其小型卫星“拼火箭”项目的首次发射。小型卫星像“拼车”一样“拼火箭”至近地轨道，随后“解散”，执行各自任务。这是SpaceX公司自去年5月起发射的第9批“星链”卫星。该公司计划2019年至2024年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络，从太空向地球提供高速互联网接入服务。

  1.单星覆盖范围：已发射卫星运行于低轨，22小时通过地面上同一区域，覆盖区域350万平方公里。

  2.通信频段：通信频带Q/V波段，区别于已有的空间组网卫星采用的Ka及C波段。

  3.卫星设计：卫星采用轻质化设计，并设定了自毁程序，在寿命末期将自主离轨，并预留机动能力避免与其他目标相撞。

  5.回收成本：整流罩约占整个火箭总成本的10%，猎鹰9号火箭的造价超过6200万美元，这就从另一方面代表着整流罩的成本约600万美元。因此，重复使用整流罩等设备，将是降低火箭发射成本的有效途径之一。

  6.提供服务：（第一次发射）它们的 WiFiID 分别是 Tintin A 和 Tintin B，密码为“martians”。据星链计划的规划，搭建完成后每个用户都能够分到 1Gbps 的宽带。星链网络将有大约20毫秒的网络延迟，由于卫星上蜂窝移动通信系统的容量有限，星链网络只适用于低密度环境，高密度的城市地区已经普及了宽带互联网和蜂窝移动通信网络。星链网络将适用于3%至4%的人口，这些用户通常很难通过地面网络接入。

  一是深厚的军方背景。2015年1月，该公司首席执行官马斯克提出“星链”计划，拟于2019年至2024年间发射约12000颗卫星到近地轨道，构建一个巨型3层卫星网络。这3层分别位于距离地面340千米、550千米和1150千米的轨道上，最终使所有卫星联成一个巨大的“星座”，提供覆盖全球的全天候、高速率、低成本卫星互联网服务。按国际电信联盟规定，卫星轨道和频谱资源主要以“先到先得”的方式来进行分配。“星链计划”的实施，有助于美国进一步抢占有限的低轨卫星空间频谱资源。尽管SpaceX公司表示这些卫星将用于组建天基互联网，但考虑到“星链”背后深厚的美国军方背景——部分发射场建在美国范登堡空军基地内、技术验证试验列入卫星和空军战斗机进行保密互联的内容、美国军方提供大量资金支持将应用场景拓展到军用领域等等，其在军事领域的应用不过是早晚的事。据有关新闻媒体报道，美国陆军已于今年5月同SpaceX公司签署协议，在未来3年时间内使用“星链”服务。而根据美国国防部航天发展局去年7月透露的未来军用卫星体系的规划，美下一代军用卫星将更多地利用廉价的小卫星星座，以代替现有的大型高价值卫星，增加天基系统的“弹性”。这也让外界增添了对“星链计划”应用于军事领域的忧虑。

  二是强化联合作战优势。在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争等海外军事行动中，美军凭借多种卫星形成的信息优势牢牢把握着战场主动权。“星链”完成后，将为未来美军实施联合作战提供强大支撑。强化全域侦察监视技术优势。美军依托其侦察监视技术上的非常大的优势，已构建了全维全天候全时的立体侦察监视体系，战场对其具有单向透明性。2019年11月，美国国防部先进技术研究局宣布将打造“庄家”系统，利用低轨道卫星对全世界进行监控。“星链”的低轨卫星，非常有可能成为“庄家”系统的搭载平台，强化美军侦察监视技术优势。强化跨域远程精确打击优势。“星链”卫星组网成功后，将逐步提升美军导航定位系统的精度和抗干扰能力。同时，这些卫星还将具有对航空器的遥测、跟踪功能和自动变轨能力，可用于对洲际弹道导弹弹头的直接碰撞式拦截。这将极大抵消敌方导弹及核力量的突防能力。强化多域联合作战优势。美陆军近年来大力推行的“多域战”，前提是通过强大的导航定位与信息通联能力，将坦克、步战车、自行火炮、直升机等装备联成一体，实现相互连通。“星链”将使美军“全域机动”与“跨域协同”能力得到提升，多域作战能力优势得到强化。

  三是营造反卫星领域有利态势。针对传统卫星的高价值和低发射率特点，一些国家近年来全力发展动能反卫星武器，以赢得相对的战略平衡。美国的全球定位系统只有24颗卫星，一旦对手在战时以大量动能卫星拦截弹实施饱和攻击，极可能瘫痪美国的全球定位和授时通信系统，对美军的全球兵力部署和多域联合作战造成致命打击。“星链”数以万计的卫星，却能让这种动能拦截武器的优势减弱。毕竟，以硬杀伤方式击毁卫星会产生大量碎片，而碎片或将击中更多卫星，引发不可逆的连锁反应，形成覆盖整个地球的碎片云。

  四是未来智能化作战“天基大脑”。随着战争形态加速向智能化演进，无人机集群作战将成为未来作战的重要形式。无人机集群通过自组织协同算法，实施广域分布式多点多向突击，对传统防御系统提出挑战。然而，一旦其通信链路扰或控制管理系统被入侵，无人机集群也有一定的可能全军覆没。“星链”的低轨巨型星座具有通信带宽大、效率高、速度快、延时短的特点，建成后有望成为美军无人机集群作战的“天基大脑”，使其摆脱陆基通信系统的限制，不再受山地、海洋等地形及不良天候的影响，抗干扰、反劫持能力也将得到大幅度的提升。“星链”卫星组网后，还可凭借数据处理优势形成“天基云计算”平台，通过飞行控制、态势感知、信息共享、目标分配和智能决策，实现单架无人机能力的扩展以及集群整体作战效能的显著提升。