衛星巨型星座：巨大的機遇和巨大的憂慮
– 2019年6月6日的新聞 –
最近幾個月，聯盟號火箭和獵鷹9號已經投入軌道運行兩個巨大星座的首批衛星，OneWeb和Starlink正在競相建立衛星互聯網服務。 他們很快將加入亞馬遜和其他公司。 這些星座可以將多達18,000顆衛星聚集在一起。 這是目前運行的衛星數量的十倍以上，是自Sputnik以來發射的衛星數量的兩倍。
投資巨大，潛在的營業額也是如此
這種抱負需要相當大的努力。 SpaceX估計，建立他們的服務將耗資100億美元。 OneWeb已從主要電信公司籌集了30億美元。 這些巨額投資可以通過這些公司希望獲得的利潤來證明。
通過創建真正的全球互聯網，這些公司希望覆蓋超過30億無法訪問互聯網的人。 即使他們每個月只收取幾歐元，這也會產生可觀的收入。 SpaceX希望利用這種營業額來具體化火星行星的殖民化。 因此，剛剛開始的技術和商業戰爭可能會產生遠遠超出藍色星球的影響。
衛星巨型星座最終將在地球上的各個地方帶來互聯網
很久以前就創建了衛星互聯網。如果你有衛星天線和足夠的封裝，地球靜止軌道上的衛星將為你提供一些帶寬。這些包裝經常被限制並被視為最後的手段。如果您所在地區既沒有光纖也沒有ADSL，您可以嘗試這種方法。在法國，無論您的運營商是誰，您都可能會得到Eutelsat或ASTRA星座的衛星服務。但是，準備好大筆賬單，高延遲並不總是非常穩定的服務。提供這些優惠的衛星還提供其他服務。他們將大部分帶寬保留在衛星電視和眾多其他服務上。
SpaceX和OneWeb的星座設計以互聯網為主要用途，涉及完全不同的衛星，軌道和通信手段。這些衛星沒有放置在地球靜止軌道上，他們放棄了為整個大陸供電的幾噸衛星的想法。這些新的衛星星座可以選擇部署大量位於低軌道的小型衛星。
他們的號碼應該可以隨時高速為大眾提供互聯網。它們被設計為在500千米到1500千米的高度之間運行，與地球靜止軌道上的衛星相比，其訪問時間除以70。這在延遲方面無法與光纖競爭，但它仍然是一個巨大的進步。
擁有12,000顆衛星，Starlink將成為最大的衛星巨星座
SpaceX比任何競爭對手都更進一步，要求發射12,000顆衛星的發射授權，以啟動Starlink星座。 SpaceX也是最多的發布。 單個火箭獵鷹9號在2019年5月24日投入了60顆衛星軌道。按照這個速度，這項服務可以在僅有6次射擊後開始上市。
儘管尺寸很小，但Starlink想像的衛星是技術上的寶石。 它們重227千克，是扁平的，有一個太陽能電池板。 另一側是它們的四個通信天線。 第一顆衛星只使用Ku頻段，這是通常用於衛星電視的頻率。 將來，星座也將通過Ka波段，其優點是能夠接收直徑為20厘米的非常小的天線。 通信必須通過比IPv6更簡單的協議，並且將在整個線路上進行加密。
在激光到來之前，衛星巨型星座不會提供很高的互聯網速度
最後，這些衛星必須能夠相互通信，以便從行星的一端向另一端傳輸信號。 因此，他們必須使用地面站接收信號，通過傳統互聯網的通道前往靠近最終用戶的另一個站。 然後，信號將在到達目標天線之前在空間中進行新的往返行程。 基礎設施和延遲應該是巨大的。
因此，從長遠來看，衛星間通信必須通過激光進行。 衛星將在不通過地面的情況下以非常高的帶寬直接通信，這將極大地改善延遲問題，但仍需要地面站與傳統互聯網建立鏈接。
Starlink星座中衛星的推進使用氪霍爾效應電機，這是氙氣的更便宜的替代品。 SpaceX表示這些衛星將擁有一個自動空間碎片避免系統。
空間碎片，天空觀測…衛星巨型星座引起了許多關注
現在Starlink和OneWeb已經發射了他們的第一顆衛星，我們需要研究這些項目的後果。將18,000顆衛星送入軌道可能會提醒那些已經關注空間污染的人。顯然，我們首先考慮碰撞的風險和可能的凱斯勒綜合症。第一次沖擊足以摧毀衛星並產生大量空間碎片，這對剩餘的衛星構成危險。然後可能發生連鎖反應。我們已經看到目前在軌衛星的一些事故。它們的數量加倍或增加三倍會增加碰撞的風險。
為解決這一問題，已經制定了國際標準。生命盡頭的衛星必須在不到25年的時間內完成。鑑於其數量，Starlink和OneWeb的這些指導方針至關重要。幸運的是，兩家公司都發布了此類公告。到達生命終點的衛星必須使用任何殘留的推進劑來降低其軌道並在大氣中燃燒。理想情況下，他們將在任務結束後不到一年內被銷毀。
我們仍然可以想像許多可能使事情複雜化的場景。例如，如果航天器的推進被打破，會發生什麼？在18,000顆衛星上，這可能不止一次發生。
這些公司不一定預見到另一個問題，即輕度污染。 Starlink的前60顆衛星在天空中非常明顯。國際天文學聯合會對這些衛星巨型星座對地面天文觀測的影響表示關注。想像一下，成千上萬的小夜光點在天空中移動。我們也知道，一些候鳥，青蛙甚至海豹都會利用恆星來定位自己。
無線電污染是天文學家關注的另一個領域。成千上萬的衛星將持續交易數百萬或數十億的地面天線。射電望遠鏡已經難以忽視所有人類通信，如何在所有這些噪聲中繼續研究宇宙現象？ Starlink似乎已準備好採取必要措施來解決問題。埃隆馬斯克在推特上宣布，他的團隊將試圖減少星座衛星的反照率，但不確定這是否足夠。
衛星巨型星座將為數十億人提供互聯網接入
衛星互聯網可能引起關注，但它也是一個很好的希望來源。人們訪問互聯網仍然存在很大的不平等。將光纖甚至ADSL帶到世界的偏遠角落需要投資一些國家根本買不起的基礎設施。如果他們設法提供足夠低的價格，OneWeb和Starlink可以讓30億人連接到地球的其他地方。
這可能會對某些互聯網空間產生重要影響。例如，講法語的互聯網可以增加數百萬新用戶。一些講法語的非洲國家是世界上聯繫最少的國家之一。在大多數發達國家，農村並不總是很好。借助Starlink或OneWeb，衛星互聯網可以成為訪問互聯網的可靠而快捷的方式。飛機上的互聯網將成為常態，也許可以訂購全球套餐，這些套餐在歐洲和南美洲或太平洋中部一樣有效。
Starlink和OneWeb衛星星座可在一兩年內投入使用，但它們可能需要十年時間才能提升。亞馬遜，Facebook和其他公司可能會提出替代服務。這項服務比以往任何時候都更容易進入人們日常生活的空間。
Image by Thales Alenia Space
