星链

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星链
60颗星链卫星堆叠在一起(2019年5月24日)。
制造SpaceX
国家美国
营运SpaceX
应用网路服务
技术指标
航天器类型小型卫星
发射重量v 0.9: 227 kg (500 lb)
v 1.0: 260 kg (573 lb)
v 1.5: 277 kg
设备
轨道近地轨道
太阳同步轨道
建造
状态现役
Starlink logo

星链(英语:Starlink)是太空服务公司SpaceX的一项透过近地轨道卫星群,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。截至2022年7月23日 (2022-07-23),星链服务已可在六十个国家和地区使用[1]

2015年,SpaceX首席执行官伊隆·马斯克西雅图宣布推出一项太空高速互联网计划:星链计划[2]。借由远远超过传统卫星互联网的性能,以及不受地面基础设施限制的全球网路,星链可以为网路服务不可靠、费用昂贵或完全没有网络的位置提供高速互联网服务,另外也有可能结束当今世界存在的网络封锁[3]旨在为世界上的每一个人提供高速互联网服务。[4]星链计划的宗旨是开发出“全球卫星互联网系统”[3],并能运用在例如火星等环境上,在太阳系内部署通信基础建设。

2018年2月22日,SpaceX在美国加州范登堡空军基地成功发射了一枚猎鹰9号运载火箭,并将两颗小型实验通信卫星送入轨道,星链计划由此开启[3]。2019年10月22日,SpaceX首席执行官伊隆·马斯克成功通过星链发送推特,并表示星链已能提供天基互联网服务。Starlink的目标是到2020年在美国北部加拿大提供服务,到2021年将其服务范围扩大到接近全球。截至2023年2月 (2023-02),星链工程在轨卫星数量已超过3,500颗[5][6]。同时,SpaceX还提出了第二代星链计划,该计划将依托SpaceX星舰发射并构成数量达29,988颗卫星的卫星星座[7][8]

发射[编辑]

SpaceX计划在2020年代中期之前在三个轨道上部署接近12000颗卫星:首先在550公里轨道部署约1600颗卫星,然后是在1150公里轨道部署约2800颗Ku波段Ka波段卫星,最后是在340公里轨道部署约7500颗V波段英语V band卫星[9]。整个计划预计需要约100亿美元的支出[10]

服务[编辑]

套餐与价格[编辑]

星链系统现已在全球多个国家和地区提供上网服务。

普通版本[编辑]

普通版本的月租费用为99美元,硬件费用为499美元[11]

Starlink Premium/Business[编辑]

2022年2月,美国科技网站《The Verge》报道了星链新推出的Starlink Premium服务,该服务的月租为499美元,配套的硬件费用为2500美元,该服务提供的上行速度在150-500Mbps之间,延迟为20到40毫秒[12]。但现今该项服务或被Starlink Business服务所取代,据星链官网的介绍,Starlink Business可提供全天候、恶劣气象环境下的通讯保障,下行速度为150-350Mbps,延迟为20至40毫秒[13]

Starlink RV[编辑]

2022年5月,星链推出了用于房车等专为喜欢公路旅行或露营的用户而设计的Starlink RV[14]服务,该服务的月租为135美元,配套的硬件费用为599美元[15]。目前该服务的覆盖范围为美国南部、澳大利亚南部、欧洲南部等地区,并预计于2023年第一季度覆盖全球的大部分国家和地区[16]。该服务的下行速度为5至100Mbps[17],但星链会将网络资源优先调配给应用于固定住所的星链客户[18]

Starlink Maritime[编辑]

2022年7月,SpaceX开始推广星链的海上应用场景和配套的Starlink Maritime服务[19],该服务的月租为5000美元,配套的硬件费用为1万美元,该服务的流量不受限制,下行速度为100到350Mbps,上行速度为20到40Mbps,但该服务的网络延迟较普通星链服务高,为99毫秒[20]

Starshield[编辑]

2022年12月初,SpaceX成立基于Starlink的国防服务,仅提供政治实体使用。其主要提供三种服务分别为:地球观测、通讯网路和托管酬载[21]

2023年9月27日与美国军方签约,将会提供陆军、海军、空军和海岸警卫队等多个军事单位使用,美国国防部拥有以及掌控合约中的网路[22]

提供服务的国家[编辑]

国家
# 国家 推出时间 备注
1 北美洲  美国 2020年8月限定测试[23] 2020年11月公测[24]
2  加拿大 2021年1月[25]
3 欧洲  英国 2021年1月[26]
4  德国 2021年3月[27]
5 大洋洲  新西兰 2021年4月[28]
6  澳大利亚 2021年4月[29]
7 欧洲  法国 2021年5月[30][31]
8  奥地利 2021年5月[30]
9  荷兰 2021年5月[32]
10  比利时 2021年5月[32][33]
11  爱尔兰 2021年4月限定测试[34] 2021年7月公测[35]
12  丹麦 2021年7月[36]
13 南美洲  智利 2021年7月限定测试[37] 2021年9月公测[38]
14 欧洲  葡萄牙 2021年8月[39]
15  瑞士 2021年8月[40]
16  波兰 2021年9月[41]
17  义大利 2021年9月[42]
18  捷克 2021年9月[43]
19 北美洲  墨西哥 2021年11月[44]
20 欧洲  克罗地亚 2021年11月[45]
21  瑞典 2021年11月[46]
22  立陶宛 2021年12月[47][48]
23  西班牙 2022年1月[49]
24  斯洛伐克 2022年1月[50]
25  斯洛维尼亚 2022年1月[51]
26 大洋洲  汤加 2022年2月[52] 紧急授权,2022年汤加海底火山喷发后一个月,地面站在其邻国斐济设立6个月
27 欧洲  保加利亚 2022年2月[53]
28 南美洲  巴西 2022年2月[53]
29 欧洲  乌克兰 2022年2月[54] 紧急授权,作为俄罗斯入侵乌克兰的回应
30  罗马尼亚 2022年4月[55]
31  希腊 2022年4月[56]
32  拉脱维亚 2022年4月[57]
33  匈牙利 2022年5月[58]
34  北马其顿 2022年6月[59]
35  卢森堡 2022年7月[60]
36 北美洲  多米尼加 2022年7月[61]
37 欧洲  摩尔多瓦 2022年8月[62]
38  爱沙尼亚 2022年8月[63]
39 南美洲  哥伦比亚 2022年8月[64][65][66][67]
40 欧洲  挪威 2022年8月[68]
41  马尔他 2022年9月[69]
42 亚洲  伊朗 2022年9月[70] 紧急授权,作为伊朗头巾示威的回应;首个允许使用星链的专制国家
43  日本 2022年10月[71]
44 北美洲  牙买加 2022年10月[72]
45 欧洲  芬兰 2022年11月[73]
45 南美洲  秘鲁 2023年1月[74]
46 非洲  奈及利亚 2023年1月[75]
47 南美洲  哥伦比亚 2023年1月[76]
48 欧洲  冰岛 2023年2月[77]
49 非洲  卢旺达 2023年2月[78]
50 亚洲  菲律宾 2023年2月[79][80] 南亚第一个提供星链服务的国家
51 北美洲  海地 2023年3月[81]
52 南美洲  厄瓜多尔 2023年3月[82]
53 北美洲  萨尔瓦多 2023年4月[83]
54 北美洲  巴拿马 2023年5月[84]
55 非洲  莫桑比克 2023年6月[85]
56 南美洲  千里达及托巴哥 2023年6月[86]
57 欧洲  赛普勒斯 2023年7月[87]
58 北美洲  危地马拉 2023年7月[88]
59 非洲  肯尼亚 2023年7月[89]
60 亚洲  马来西亚 2023年7月[90]
61 非洲  马拉维 2023年7月[91]
62 北美洲  巴哈马 2023年8月[92]
63 非洲  尚比亚 2023年10月[93]

台湾与星链[编辑]

根据报导[94],中华电信于2022年初已针对星链和SpaceX进行交流,然而数位发展部在2022年10月25日通过“卫星固定通信频率核配事项”规定“申请人须为电信事业,且其董事长应有中华民国国籍。外资持股不得超过49%,直接及间接持股不得超过60%,且不得有陆资投资”。[95]与SpaceX的纯外资要求不合而正式破局。[96]

全球宽频互联网[编辑]

SpaceX旨在为地球上服务欠缺的地区提供频宽互联网连接,并为城市地区提供价格优惠的服务。 该公司表示,出售卫星互联网服务所产生的现金流将是资助其火星计划的必要条件。[97]

2015年初,两名太空企业家在同一周宣布了互联网卫星投资。 除了SpaceX首席执行官伊隆·马斯克(Elon Musk)宣布该项目(后来称为Starlink)外,串行企业家理查·布兰森宣布对OneWeb进行投资,OneWeb是一个类似的卫星网路计画,拥有大约700颗计划中的卫星,它们已经为其广播频谱购买了通信频率许可证。[98][99]

在先前的卫星对消费者太空冒险失败之后,卫星行业顾问罗杰·鲁施(Roger Rusch)在2015年表示:“从中成功开展业务的可能性很小。”[98]马斯克公开承认这种商业现实,并在2015年中期表示,在努力开发这种技术上复杂的太空通信系统的同时,他希望避免过度扩张公司,并表示正在对他们的发展速度进行衡量。尽管如此,2017年2月泄露的内部文件表明,SpaceX预计到2025年其卫星星座的收入将超过300亿美元,而其发射业务的收入预计将在同年达到50亿美元。[100][101]

2015年2月,金融分析师对已建立的地球同步轨道通信卫星车队运营商提出质疑,他们打算如何应对SpaceX和OneWeb LEO通信卫星的竞争威胁。[102]十月份,SpaceX总裁格温·肖特韦尔表示,尽管发展仍在继续,但长期部署可运行卫星网络的商业案例仍处于早期阶段。[103]

2015年,法院文件显示SpaceX与无线芯片制造商Broadcom进行了合作。随后有五名关键工程师离开,加入了SpaceX,导致Broadcom提起诉讼,指控SpaceX“ 窃取了我们的顶级人才”。3月,奥兰治县的一名法官拒绝了Broadcom的多重限制令请求。[104]

随著2019年运营星座中前60颗卫星的首次发射,SpaceX表示该星座需要420颗卫星才能实现对地球的小面积宽频网路覆盖,而第一个1,600颗中需要780颗才能提供中等覆盖率。[105]

支持移动载具端上网[编辑]

2021年8月,SpaceX向美国联邦通讯委员会提交申请,以获得在汽车、卡车、飞机、船舶等移动载具上部署星链网络的授权[106]。2022年3月,伊隆·马斯克表示星链支持了移动漫游,用户可以通过汽车点烟器为星链设备供电,并在移动车辆上保持信号[107]。2022年4月25日,夏威夷航空公司宣布自己是首家与星链达成协议的主要航空公司,并预计于2023年为空客A330A321neo飞机以及未来的波音787-9机队安装星链硬件设备,为顾客提供免费的星链上网服务[108]

2022年6月30日,联邦通讯委员会批准并授权了SpaceX的这一系列申请[109]。同年7月SpaceX开始推广用于海上船舶使用的可为客户提供350 Mbps[110]下行速度的Starlink Maritime服务[111],同时,Starlink表示该服务将于2023年第一个季度时覆盖全球的海洋区域[112]

火星计划[编辑]

从长远来看,SpaceX打算开发和部署一个版本的卫星通信系统以供火星使用。[113]

技术[编辑]

地面站[编辑]

2021年所推出的早期型小飞碟包装,后来新版天线改为长方形。
SpaceX主管展示组装起来的样子.

2020年6月,天线的照片首次出现在互联网上,马斯克早些时候的声明,即终端看起来像一个"小飞碟"。星链终端有马达,可以自我调整最佳角度来观察天空"。[114]他们把这块相控阵天线命名为“性感仔麦克塌面”[115][116]

该系统不直接从其卫星连接到手机(像铱星全球星ThurayaInmarsat的网路)。相反,它首先与披萨盒大小的用户终端相连,有马达负责跟踪卫星的位置,再连接到手机、平板、笔记本电脑上,这些雷达宽度55公分,表面是六面型布局的相控阵阵列,而个别天线是长得像铁十字的小金属铜片,这个系统使用了总共1260个小天线,而透过增益技术,效果可倍增到3500倍左右,由32个控制单元协同(第一代),可在一定范围内调整信号射出方向,不过他无法同时收发信号,只能用TDMA方式传输,并以64 QAM(正交振幅调变)的方式处理卫星的信号。[117][118]

终端可以安装在任何地方,只要能看到天空。[119]而且,这包括快速移动的物体,如高速火车等都能连线。[120]指向性不定的船舶,例如在海面上摇晃的物体,也可以对准连线,在2020年9月,SpaceX公司就申请在其10艘船上放置终端,期望在未来进入海运市场。[121]

2020年10月,SpaceX在美国推出了名为"Better Than Nothing Beta"的付费测试服务,对用户终端收费499美元,预计服务"在未来几个月内达到50Mbps到150Mbps,延迟从20毫秒到40毫秒"。[122]2021年1月起,付费测试服务扩展到其他国家[123]

该系统还有一个更高性能版本的天线,可用于Starlink Business更快的企业级服务。另外也与T-Mobile合作,计画改成蜂窝网路版本,可以在范围内提供手机移动上网[124]

轨道设计与状态[编辑]

阶段 组别 轨道圈层 轨道平面[125] 完成日期 部署卫星
高度
(km)
卫星 倾角 数量 每条
轨道
半程 全程 活跃
2022年10月10日
失效/脱轨
2022年10月10日
1[126] Group 1[127] 550 km(340 mi) 1725[128] 53.0° 72 22–23 2022年8月1日
2027年3月(计划) 1469[129] 256[129]
Group 4 540 km(340 mi) 1584 53.2° 72 22 1411[129] 65[129]
Group 2 570 km(350 mi) 720 70° 36 20 50[129] 1[129]
Group 3[130] 560 km(350 mi) 348 97.6° 6 58 187[129] 10[129]
Group 5[127] 172 4 43 0
2[131] 335.9 km(208.7 mi) 2493 42.0° 2024年11月(计划) 2027年11月(计划) 0
340.8 km(211.8 mi) 2478 48.0° 0
345.6 km(214.7 mi) 2547 53.0° 0

卫星修订版[编辑]

两颗试验卫星被称作Tintin A/B。在2015年6月宣布之时,SpaceX已宣布计划在2016年发射头两枚示范卫星,但随后将目标日期移到了2018年。

2019年5月发射的60颗Starlink v0.9卫星:

  • 具有多个高通量天线和单个太阳能电池阵列的平板设计。
  • 采用霍尔效应推进器。
  • Star tracker 导航系统,用于精确定位。
  • 能够使用美国国防部提供的碎片数据来自主避免碰撞。
  • 95%的部件将在地球大气层中燃烧掉。
  • 质量:227千克(500磅)。

2019年11月发射的60颗Starlink v1.0卫星

  • 100%的部件将在地球大气层中燃烧掉。
  • 质量:227千克(500磅)。
  • 添加了Ka波段。
  • 编号为1130的卫星或称为DarkSat的反照率降低。

自2021年1月24日发射的Starlink v1.5卫星

  • 添加雷射星间通信系统[132]
  • 质量:295千克(650磅)。

2022年发布的Starlink v2.0计划

  • 质量:约1,250千克(2,760磅)[133]
  • 长度:约7米(23呎)[134]

争议[编辑]

环境[编辑]

光污染[编辑]

星链6卫星,实际时长为43秒。
视频速度为实际情况的3.6倍。
2019年[编辑]

因担心光污染,天文学界对计划中的大量卫星提出了批评。[135][136][137]天文学家称,可见卫星的数量将超过可见星英语Visible_satellite的数量,并且它们在光学和无线电波长上的亮度都会严重影响科学观测。由于星链卫星可以自主改变其轨道,因此无法安排观测时间来避开它们。国际天文学联合会(IAU)和美国国家射电天文台(NRAO)发表了正式声明,对此事表示关注。[138][139] SpaceX代表和马斯克称,卫星将产生最小的影响。[140]许多专业天文学家对Starlink v0.9卫星在首次发射后(从运载火箭上部署后不久)的初步观察提出了异议。[141][142][143][144]在后来于Twitter上的声明中,马斯克表示,SpaceX将致力减少卫星的反照率,并将在必要时为天文实验提供按需方向调整。[145][146]

2020年[编辑]

2020年3月20日的报告指出,只有一颗Starlink卫星(编号1130-Darksat)有减少其反照率的实验涂层,但减小的幅度非常微小,g频谱的星等仅减小了0.8等。[147][148]

2020年4月17日,SpaceX 在 FCC 提交的文件中写道,它将测试减轻光污染的新方法,并为天文学家提供卫星追踪资料,以“更好地协调他们的观测与我们的卫星”。[149][150]

2020年4月27日,马斯克宣布公司将推出新的遮阳罩,旨在降低星链卫星的亮度。[149] 截至2020年10月15日 (2020-10-15)截至2020年10月15日,超过200颗星链卫星配备了遮阳罩。2020 年 10 月的一项分析发现,它们仅比 DarkSat 稍微暗一些。[151] 2021 年 1 月的一项研究显示亮度为原始设计的 31%。[152]

2021年[编辑]
2022年[编辑]
2023年[编辑]

2023年1月,SpaceX 与美国国家科学基金会达成协议,同意减少星链卫星对天文界的伤害,例如将卫星降低到肉眼看不见的亮度、移除当卫星经过天文台时所发射的的雷射器等措施。[153]

2023年2月发射了第一批第二代(V2)星链卫星。这些卫星被称为“V2 Mini”,因为它们比稍后将出现的全尺寸第二代星链还要小。SpaceX对第二代使用了减光措施,包括使用镜面将太阳光反射回太空,并且将太阳能板动态调整方向,以便地面上的观察者只看到其暗面。[154]根据2023年6月发表的一项观测研究,尽管“V2 Mini”比第一代星链大四倍,但在最终的“减光轨道”(brightness-mitigated)中只有第一代亮度的19%。在抵达该轨道之前,“V2 Mini”会比原来亮12倍。[155]

科博馆馆长孙维新认为,天文观测时常需要长时间曝光以获得资料,马斯克的声明及作为无济于事。[156]

垃圾与碰撞[编辑]

人们对将数千颗卫星放置在轨道上产生长期垃圾危险的担忧,SpaceX通过降低计划中的卫星轨道做了部分缓解。失效卫星预期在几年内脱离轨道。[157][158][159]然而,碰撞的风险不可忽略,尽管伊隆·马斯克(Elon Musk)愿意按需调整卫星方向,但SpaceX在计划早期并未移动几乎快与欧洲卫星相撞的卫星。[160]

根据联合国和平利用外层空间委员会2021年12月披露的一份文件,中国常驻联合国维也纳代表团在2021年12月初向联合国秘书长提交普通照会,表示星链卫星在这一年先后两次接近天宫空间站,为此天宫空间站于当年7月1日和10月21日两次实行紧急避碰操作。[161]不过美方否认星链卫星两次危及中国空间站。中方对美国的表态表示不满。[162]

国际市场关系[编辑]

美国联邦募资[编辑]

星链计画在2021年二月遇到了阻碍。全国偏乡电气合作协会英语National Rural Electric Cooperative Association(NRECA)向美国联邦通信委员会(FCC)施压,要求对SpaceX与其他宽频业者运营的一些补助计画进行“积极的、强势的以及全面的”审查。 SpaceX 获得了8.86亿美元的预算批准,在35州的642,925个地区提供服务,作为偏乡数位机会基金补助款 (RDOF)的一部分。[163]

偏乡电气合作协会批评这种预算分配方式,因为星链计画提供的服务范围包括纽约哈林区,以及纽华克自由国际机场迈阿密国际机场的网路服务,而这些地区并不算是偏乡。而且,星链计画会使用联邦通委会的补助款建立基础建设,无论使用者是否要求使用有接受补助的服务项目。[163] 此外,偏乡电气合作协会执行长吉姆‧曼森(Jim Matheson)对星链计画与该组织一起获得补助一事表达不满,他认为星链技术还没有成熟到可以请领补助的程度。星链计画最为人诟病的缺点就是它仍在测试阶段,且是一项尚未被证实可行的技术。[164]

印度政府审批[编辑]

2021年11月初,星链在印度登记营业项目,并开始广告宣传。根据印度政府说法,调查星链已开始预售网路服务的案子。11月底,印度政府提醒民众,勿订购使用该服务,因为其尚未取得在印度的营运执照。[165]

中国防火长城[编辑]

2018年2月22日当发射了两颗测试卫星后,环球时报主编胡锡进说,防火墙早晚会因通信技术的发展而失效。意味着中国政府应逐渐减轻依赖,一旦决口后果将不堪设想。但这样的说法在加州州立大学多明格斯山分校信息系统学教授拉里·普雷斯(Larry Press)眼里,可能性基本为零。根据星链的原理,用户端要在屋顶上收发信号,设备很容易被发现。而其次中国有能力攻击这些卫星,很难想象公司会冒这种风险,星链终究是考虑营运成本的设备供应商,若谈妥向大陆发射讯号并收取网费,那肯定是经过北京所控制的地面站伺服,故网民即便通过特殊渠道获取海外版也只是废铁一块。[166]

2022俄乌战争介入[编辑]

基辅市长与其兄弟检视发放给士兵的通讯模组

俄乌战争爆发前夕,前线获得了星链的帮助,这使得乌克兰在情报与宣传战上获得优势,并在组织抵抗俄军上发挥了重要作用。[167]乌军还利用星链操控无人机、无人艇打击俄军[168]。马斯克也证实星链系统被当做攻击目标。[169]

2022年9月,马斯克拒绝激活克里米亚地区星链卫星通信服务,致使乌克兰未能成功偷袭俄罗斯黑海舰队[168]。10月14日,马斯克在Twitter发出多篇帖文说,公司无法无限期资助乌克兰的星链网络服务。他说,公司已花费8000万美元维持星链网络在乌克兰运作,预计到今年底,费用将超过1亿美元。早前有美国传媒报道,马斯克要求美国五角大楼支付乌克兰的星链服务费用。[170]报道中也提到,美国、法国、波兰的政府有购买或赠送这些星链设备和服务给乌克兰使用。[171]之后马斯克又不再要求付款,表示已提供乌克兰25300台终端设备,其中只有10630台有收服务费,[171]除外,欧盟也正在考虑为乌克兰的星链服务支付费用。[171][172]与此同时,10月马斯克在接受金融时报访问时,承认其在为乌克兰提供星链服务时,有收到来自北京政府的施压——中国当局除了明确不欢迎他在乌克兰提供星链网络,也要求他承诺不会也向中国境内提供同一服务。[173]不过,中国军方似乎极为重视,深入研究星链对战争的革命性突破[174],该系统其抗干扰以及安装方便,也被其他国家的军事分析人员赞誉[175]

尽管如此,马斯克在2023年的更新中,限制了星链跟军用系统连接[176],SpaceX总裁兼营运长格温·肖特威尔在接受采访时表示SpaceX 正在为乌克兰提供星链服务,用于人道主义应用,甚至一些通用的军事通信也是可以接受的。“我们知道军方正在使用它们进行通信,这没关系。但我们的目的绝不是让他们将其用于进攻目的”。[177] 在星链的服务条款中也标示不可用于军用,因为其将会受到美国出口管制法律(如:国际武器贸易条例)的约束[178]

与星链相似的服务或竞争者[编辑]

参考资料[编辑]

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  2. ^ Alan Boyle. Report: SpaceX is planning to spin out Starlink satellite broadband network and take it public. GeekWire. 2020-02-06 [2020-06-26]. (原始内容存档于2021-01-25). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 旧金山特约记者王山. 马斯克的“星链”开启“太空互联网”与中国“制度长城”之战. 法广. 2018-02-26. (原始内容存档于2020-06-27). 
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外部链接[编辑]