《電子技術(shù)應(yīng)用》
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“星鏈”全球落地及應(yīng)用情況

2022-08-24
作者:普神之火
來源:太空與網(wǎng)絡(luò)
關(guān)鍵詞: 星鏈 SpaceX

  

  8月19日,SpaceX公司使用“獵鷹9”運(yùn)載火箭,將53顆“星鏈”衛(wèi)星送入太空。至此,已發(fā)射的“星鏈”衛(wèi)星數(shù)量3108顆,全球用戶數(shù)量超過50萬。自SpaceX公司“星鏈”部門2015年初組建以來,堅(jiān)持“邊研、邊建、邊用”,雖然已發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量尚不足計(jì)劃的十分之一,但展現(xiàn)出的廣闊應(yīng)用前景不可低估。   

  

    一、 批準(zhǔn)的國家  

  

  截止8月初,“星鏈”已在北美、歐洲、大洋洲和中南美洲的36個(gè)國家得到批準(zhǔn)、落地應(yīng)用:   

  

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  (注:依據(jù)“星鏈”官方網(wǎng)站地圖及其他開源資料整理;綠色表示歐盟國家,藍(lán)色表示北約國家,灰色表示“五眼聯(lián)盟國家”,黃色表示待入歐盟/北約國家。)   

  

  結(jié)合“星鏈”官網(wǎng)地圖,分析已經(jīng)批準(zhǔn)應(yīng)用的國家的特點(diǎn), 可以看出:   

  

  (一)選擇的政治性。首先,36個(gè)國家中,歐盟成員國占23個(gè), 北約成員國占24個(gè),“五眼聯(lián)盟”5個(gè)成員國占全。這些區(qū)域性經(jīng)濟(jì)和軍事聯(lián)盟成員國,占36個(gè)國家的86% 。其次,明確將中國、俄羅斯、伊朗、朝鮮、阿富汗、塞爾維亞、古巴等10余個(gè)國家排除在外。最后,將臺灣地區(qū)列入其未來投入使用計(jì)劃。這種政治性、軍事性的選擇和意圖暴露無遺。   

  

  (二)分布的地域性。首先,“星鏈”主要用戶集中于北美、歐洲及大洋洲地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì),“星鏈”約51.7%的用戶流量位于美國,27.1%位于加拿大,澳大利亞、英國、新西蘭、德國、法國的用戶流量在1%-5.7%之間,其他國家用戶流量僅約2%。其次,“星鏈”用戶主要分布于南、北半球中高緯度地區(qū)。北半球以北緯30度至55度之間為主,南半球則集中于澳大利亞、新西蘭南緯34度至46度之間地區(qū)。用戶最集中的地區(qū)為美國北部、美加邊境的華盛頓州、蒙大拿州、明尼蘇達(dá)、緬因州一帶。這種地域性的分布,一方面與“星鏈”初始部署的軌道選擇有關(guān),也與以服務(wù)于美國為核心的初衷有關(guān)。   

  

  (三)應(yīng)用的限制性。首先是頻段的限制。每個(gè)批準(zhǔn)的國家,都對“星鏈”使用的頻段有所限制,而且部分國家因?yàn)轭l段的沖突而一度中止開放“星鏈”的使用。其次是應(yīng)用類型的限制?!靶擎湣毙路?wù)類型的應(yīng)用,也需得到相關(guān)國家政府再次批準(zhǔn)。最新 的“海上星鏈”(StarlinkMaritime),目前僅接受美國用戶預(yù)訂,其他國家用戶則需本國政府批準(zhǔn)該服務(wù)后才能預(yù)訂。   

  

  (四)威脅的潛在性。在我周邊,無論是日、韓等發(fā)達(dá)國家,還是越南、老撾、柬埔寨、緬甸、蒙古等發(fā)展中國家,均被“星鏈”列為未來將投入使用的范圍。菲律賓將在年底前使用“星鏈”為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供通信服務(wù),成為我周邊首個(gè)正式應(yīng)用“星鏈”的國家。不遠(yuǎn)的將來,“星鏈”將覆蓋我周邊幾乎所有國家和地區(qū),對地緣政治、國家主權(quán)統(tǒng)一和安全都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。   

  

  二、商業(yè)的應(yīng)用    

  

  “星鏈”對普通民眾開放試用時(shí)間早、價(jià)格低,因此占據(jù)其用戶的絕大部分。但美聯(lián)邦通信委員會今年6月批準(zhǔn)SpaceX的“星鏈”應(yīng)用于機(jī)動平臺,以及“星鏈”新服務(wù)類型不斷推出,其商業(yè)用戶將由原來的中小企業(yè)向航海、航空行業(yè)擴(kuò)展:   

  

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  注 1:不保證承諾速率與服務(wù)持續(xù)性。在使用高峰期,實(shí)際速率可能低于 承諾速率;如網(wǎng)絡(luò)擁堵,可能暫時(shí)降低速率。   

  注 2:在使用高峰期、“星鏈”用戶密集地區(qū)的預(yù)期速率。   

  

  (一)中小企業(yè)。SpaceX今年2月初推出、3月重新命名的“星鏈商用”(StarlinkBusiness)服務(wù),面向最多需同時(shí)支持20個(gè)用戶在線的中小企業(yè)機(jī)構(gòu)。適用范圍包括偏遠(yuǎn)地區(qū)旅游、野外資源勘探等領(lǐng)域。地面終端采用新型高性能天線,面積更大、掃描角度更廣,適應(yīng)極端天氣條件能力更強(qiáng)。   

  

  (二)海上平臺。今年7月推出“海上星鏈”(StarlinkMaritime)服務(wù),主要面向遠(yuǎn)洋郵輪、豪華游艇、貨輪或海上資源勘探平臺等。目前“皇家加勒比”郵輪公司(RoyalCaribbean)等已開始應(yīng)用。配備兩部高性能天線,可獲得更寬視場角,降低信號丟失幾率。計(jì)劃明年一季度覆蓋全球海域。   

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  “StarlinkMaritime”當(dāng)前適用海域與計(jì)劃   

  

  (三)民用航空。SpaceX今年4月先后與美JSX、夏威夷航空公司達(dá)成協(xié)議,由“星鏈”為其公務(wù)機(jī)、民航機(jī)提供空中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。達(dá)美航空(Delta)也對“星鏈”服務(wù)進(jìn)行了測試。SpaceX獨(dú)立研發(fā)并于今年6月首次公開展示其新型機(jī)載衛(wèi)星通信天線。   

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  公開展示的“星鏈”機(jī)載衛(wèi)星通信天線   

  

  三、政府的應(yīng)用   

  

  (一)偏遠(yuǎn)補(bǔ)盲。一是美國。美聯(lián)邦通信委員會2020年底同意向SpaceX提供8.56億美元補(bǔ)貼,以將“星鏈”引入偏遠(yuǎn)農(nóng)村。雖然該委員會日前以“星鏈”仍為“在開發(fā)技術(shù)”且“用戶終端價(jià)格過高”為由取消補(bǔ)貼計(jì)劃,但仍承認(rèn)“星鏈”的技術(shù)前景。二是加拿大。加政府將“星鏈”列入其高速互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,計(jì)劃至2026年幫助98%的民眾接入高速網(wǎng)絡(luò);魁北克省政府則宣布將在今年9月底前為1萬農(nóng)村家庭免費(fèi)提供“星鏈”終端。三是菲律賓。計(jì)劃今年底前由政府采購“星鏈”終端,為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供免費(fèi)Wi-Fi。   

  

  (二)搶險(xiǎn)救災(zāi)。一是美國內(nèi)救災(zāi)?!靶擎湣?020年8月用于華盛頓州山火救災(zāi)。雖然當(dāng)時(shí)僅發(fā)射700余顆“星鏈”衛(wèi)星,但其地面終端在救災(zāi)時(shí)表現(xiàn)突出:僅需1人、5-10分鐘即可架設(shè)完成,無需拖車等附加設(shè)備,通信帶寬約為其他衛(wèi)星的兩倍,信號時(shí)延僅為四分之一?!靶擎湣痹?021年底肯塔基州龍卷風(fēng)救災(zāi)中也得到應(yīng)用。二是海外應(yīng)急?!靶擎湣眳⒓恿硕啻魏M饩葹?zāi)。南太平洋島國湯加今年1月火山噴發(fā)導(dǎo)致海底光纜被毀,SpaceX為此提供部分“星鏈”終端,并在湯加附近的斐濟(jì)建設(shè)了地面站?!靶擎湣边€為2021年7月德國萊茵蘭-普法爾茨州、今年3月澳大利亞新南威爾士州洪災(zāi)救援提供了支持。   

  

  (三)地緣工具。在俄烏沖突爆發(fā)后,在美聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)、 按美外交政策行事的國際開發(fā)署(USAID)操弄下,迅速向?yàn)醴教峁┐笈靶擎湣钡孛娼K端,其中首批有近三分之一由政府買單?!靶擎湣痹跒跤行?yīng)對了俄方的干擾攻擊,在維持烏政府對外發(fā)聲、美西方對烏情報(bào)支援、烏軍保持指揮鏈通暢、對俄目標(biāo)實(shí)施偵察 打擊等方面發(fā)揮了重要作用?!靶擎湣边M(jìn)一步成為美推動外交、維護(hù)美地緣政治利益的工具。   

  

  在星座建設(shè)不斷推進(jìn)、民用、商業(yè)用戶不斷增加的背景下,“星鏈”的未來政府應(yīng)用也將更加廣泛,既可實(shí)現(xiàn)對??諔B(tài)勢的遠(yuǎn)程監(jiān)視及港口、機(jī)場的流量管理,也可對偏遠(yuǎn)地區(qū)資源實(shí)施遠(yuǎn)程 保護(hù)開發(fā)、災(zāi)害預(yù)報(bào),還可以用于地球氣候、空間氣象的監(jiān)測預(yù) 報(bào)等廣泛領(lǐng)域。   

  

  四、軍事的應(yīng)用   

  

  自2018年以來,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),美軍與SpaceX在衛(wèi)星領(lǐng)域的聯(lián)合研發(fā)、性能測試、演習(xí)應(yīng)用、服務(wù)采購等形式的合作達(dá)20余次:   

  

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  近年來,美軍對近地軌道衛(wèi)星的軍事應(yīng)用高度重視,并不斷強(qiáng)化與以SpaceX為代表的低軌星座運(yùn)營商的合作。   

  

  (一)需求政策。一是支持商業(yè)航天。無論是商業(yè)航天公司的發(fā)展,還是其商業(yè)成果的應(yīng)用,美國防部都制定了相應(yīng)的政策,為商業(yè)航天在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用打開了方便之門。二是大力發(fā)展低軌星座。美國防部國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)推出了“黑杰克”(BLACKJACK)低軌星座計(jì)劃,美國防部航天發(fā)展局推出了“下一代太空架構(gòu)”,美空軍今年2月又提出新計(jì)劃,力求實(shí)現(xiàn)多個(gè)商業(yè)衛(wèi)星星座的互聯(lián)互通。三是積極推動有序發(fā)展。采取國內(nèi)立法、國際合作等多種途徑,規(guī)范低軌星座的建設(shè)和發(fā)展,加大低軌星座的監(jiān)測和管控,力圖將低軌衛(wèi)星快速發(fā)展導(dǎo)致的太空碎片、資源擁擠、空間接近等不利影響降到最低限度。   

  

  (二)聯(lián)合研發(fā)。為保證商業(yè)衛(wèi)星公司產(chǎn)品符合軍方需要,或解決商業(yè)衛(wèi)星公司難以獨(dú)立完成的研究項(xiàng)目,美軍通常與商業(yè)企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)。美國防部航天發(fā)展局2020年10月授予SpaceX研制生產(chǎn)4顆紅外預(yù)警衛(wèi)星合同,今年5月又尋求SpaceX等商業(yè)公司提供光學(xué)成像、雷達(dá)成像、信號分析等情報(bào)能力,為商業(yè)低軌星座提供了廣闊應(yīng)用前景。美陸軍2020年5月與SpaceX簽署協(xié)議,共同研發(fā)“星鏈”跨軍事網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力。美空軍則于2021年底與Vidterra公司簽署合同,研發(fā)通過“星鏈”進(jìn)行ISR視頻低時(shí)延分發(fā)的技術(shù)。SpaceX與美BallAerospace公司合作研發(fā)用于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的衛(wèi)星天線及保形整流罩,但美空軍同時(shí)也與雷聲公司簽署了相關(guān)天線的研發(fā)合同。太空軍今年7月明確提出與商業(yè)衛(wèi)星公司合作方式,即由其提供ISR傳感器載荷,或?yàn)檩d荷研發(fā)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)與商業(yè)衛(wèi)星公司“牽線搭橋”,由商業(yè)衛(wèi)星平臺搭載相關(guān)載荷,滿足美軍指揮員的情報(bào)需求。   

  

  (三)性能測試。在2017年“星鏈”首次發(fā)射前,美空軍就推出“DEUCSI”計(jì)劃,探索如何將“星鏈”等商用星座與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)集成?!靶擎湣?018年首次發(fā)射后,美空軍當(dāng)年底與SpaceX簽署合同,對“星鏈”在C-12、KC-135、C-17、AC-130等大型平臺上的應(yīng)用進(jìn)行測試。美空軍F-35戰(zhàn)機(jī)部隊(duì)今年4月也對“星鏈”終端進(jìn)行前沿部署測試,主要用于向該型機(jī)專用維護(hù)網(wǎng)絡(luò)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)。   

  

  (四)演習(xí)應(yīng)用。為檢驗(yàn)“星鏈”等商用衛(wèi)星星座在重大行動中的通信保障能力與穩(wěn)定性,為戰(zhàn)時(shí)應(yīng)用創(chuàng)造條件,美軍在不同演習(xí)中應(yīng)用“星鏈”進(jìn)行通信保障:美空軍在2020年10月“橙色旗”演習(xí)、2021年5月“北部邊緣”演習(xí)中,均驗(yàn)證了“星鏈”在大型空中平臺上的應(yīng)用情況。美陸軍則于2021年9月的“項(xiàng)目融合”演習(xí)中,對“星鏈”等低軌星座進(jìn)行了演習(xí)數(shù)據(jù)傳輸測試,尋求增加可用數(shù)據(jù)傳輸手段,縮短“從傳感器到射手”的時(shí)間。   

  

  (五)采購服務(wù)。美軍目前已開始正式采購“星鏈”服務(wù)。由于“星鏈”是目前唯一可覆蓋歐洲、非洲的商用星座,而被美軍歐洲總部/非洲總部連續(xù)采購。一是2021年7月采購“星鏈”為期一年的服務(wù),并于同年8月用于駐德國拉姆施太因基地美空軍部隊(duì)與美國務(wù)院、國土安全部的聯(lián)系,以解決從阿富汗撤離人員問題。二是歐洲總部空軍/非洲總部空軍今年8月采購為期一年的“星鏈”服務(wù),重點(diǎn)用于第86空運(yùn)聯(lián)隊(duì),以滿足“東歐內(nèi)部及周邊因支援烏克蘭局勢而不斷增加的通信需求”。三是美空軍特種作戰(zhàn)司令部日前正式采購部分“星鏈”終端,用于滿足裝備AC-130等型機(jī)的第一特種作戰(zhàn)聯(lián)隊(duì)使用。   

  

  隨著建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)、技術(shù)的不斷迭代升級,“星鏈”在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用將明顯增加,有極大可能向光電成像偵察、電子偵察干擾、導(dǎo)航定位、態(tài)勢感知、反導(dǎo)預(yù)警攔截等多領(lǐng)域發(fā)展;其應(yīng)用范圍將全面擴(kuò)展、全球覆蓋,實(shí)現(xiàn)由局部向全球、由邊緣向縱深、由通信向綜合的轉(zhuǎn)變,支撐“全域戰(zhàn)”“馬賽克戰(zhàn)”等聯(lián)合作戰(zhàn)行動的實(shí)際運(yùn)用。   

  

  五、未來的展望   

  

  雖然馬斯克推動的“星鏈”星座起步相對較晚,但目前已經(jīng)成為在軌衛(wèi)星數(shù)量最多、覆蓋范圍最廣、前景最為光明的商業(yè)衛(wèi)星星座,同時(shí)也可能對未來軍事領(lǐng)域構(gòu)成顛覆性沖擊。而馬斯克正在推進(jìn)的火星移民、重登月球、人形機(jī)器人、腦機(jī)接口、新能源汽車、太陽城等等計(jì)劃,幾乎涉及所有行業(yè)。將這些項(xiàng)目進(jìn)行聯(lián)系起來的思考,將有可能挖掘出馬斯克創(chuàng)新發(fā)展的背后動因,有可能描繪出未來人類生活和戰(zhàn)爭的全息形態(tài),有可能導(dǎo)致全球科技發(fā)展、大國博弈形勢的根本性調(diào)整。對此,我們將不斷跟蹤研判,陸續(xù)推出最新的研究成果。   

  

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