來源：科工力量
2024年8月6日14時42分，我國在太原衛星發射中心使用長征六號甲運載火箭，成功將千帆極軌01組衛星（亦稱G60星座）首批18顆衛星送入預定軌道，標志著我國規模在1萬顆以上的大型低軌星座，正式拉開建設大幕。
大型低軌星座是最近10年出現并逐漸成熟的航天系統，由運行于距地面300公里 – 2000公里太空的數百至數萬顆衛星組成，目前主要提供比傳統高軌道衛星時延更短、帶寬更大的網絡通信服務。截至目前，美國SpaceX（太空探索技術公司）主導的星鏈（Starlink）、歐洲主導的一網（OneWeb）等星座已經投入運行。我們國家截至目前也確定將部署2個類似星座，即今天開始建設、由上海市支持的千帆星座，以及由中國衛星網絡集團有限公司統籌的星網星座。
表面上，大型低軌星座似乎只是“飛行的移動基站”，但實際上，其具有高性能、多功能、全球覆蓋、生存力強、商業閉環的特點，已使其成為能夠跨越國界、穿透主權、無條件覆蓋全球的基礎設施，是我國必須掌握的戰略力量。
本文將簡要介紹大型低軌星座的特點、我國掌握該系統的必要性、以及相關規劃與發展情況。
美國星鏈衛星，其主體采用了平板結構，這一設計也被很多其它星座采用。
大型低軌星座快速迭代
從單一通信向“通、導、遙”多功能融合演進
星鏈是目前部署進度領先的大型低軌星座，其建設始于2018年，最初僅面向美國部分地區提供上網服務，地面用戶需要安裝雙人餐桌大小的天線，方可接入網絡，速度可達上百Mbps，與家用寬帶相當。經過6年發展，星鏈已經成長為服役衛星超過6000顆的成熟產品，并向兩個方向演進迭代。
一是通信能力不斷增強，在保持高帶寬的前提下，用戶數激增至300萬以上，覆蓋范圍從美國擴展到全球7大洲100多個國家和地區。目前，能夠直聯手機的最新一代衛星正在逐步入軌。星鏈目標是在2年內為未經任何改造的普通手機提供近似3G網絡的“兜底”服務。用戶無論身處高山、大海、荒漠……均告別信號盲區；當手機回歸地面基站覆蓋范圍后，恢復常態服務。
另一方面，得益于人工智能、軟件、電子等技術發展，星鏈也向一星多用方向進化。例如星鏈團隊近年面向政府和國防客戶推出的“星盾”子產品，衛星上就搭載了預警、遙感等功能模塊。目前，幾十公斤重的遙感模塊即可實現優于1米的對地觀測分辨率，足夠發現汽車大小物體、分辨艦艇型號；并可通過多星接力，對特定區域不間斷“直播觀測”。除此以外，低軌星座在導航增強、科學實驗方面的實用價值也已經被驗證。“通（信）、導（航）、遙（感）”一體化服務是低軌星座未來必然面貌。
代入實際應用場景描述，即未來幾年內，低軌星座不單能隨時與你保持聯系，還能夠實時告知你在哪里、周圍有什么情況、應該往哪里去 – 而你，只需要擁有一臺普通手機。這為安全、交通、物流、規劃、城鄉管理、能源等國民經濟關鍵領域，提供了無限想象空間。
而更重要的是，在必要情況下，這類基礎設施服務可以超越國界限制。
美國星鏈衛星的地面用戶天線。
穿透主權，全球服務
大型低軌星座的核心是大量不受領空限制、運行于外層空間的衛星。這些衛星不僅能充當兩個地面用戶之間的傳聲筒，相互之間也可以中繼信號，從而將信息送往更遠距離。
因此大型低軌星座具備一項其它基礎設施無法比擬的優勢：穿透主權、全球服務。即緊急情況下，即便對方國家拒絕配合/無法配合，星座運營方都可以不間斷為對方領土內的用戶提供上文提及的“通、導、遙”服務。這在國家安全、人道救援等關鍵領域具有決定性意義。我們國家遵守國際準則，但對其他國家破壞規則的行為，也應當具備相應威懾能力。
目前星座服務在某國落地與否，更多是和平年代尊重當事國管轄權的法條操作，而非技術限制。俄烏沖突即展示了“例外”場景。沖突爆發后，SpaceX無需特別準備，即第一時間將烏克蘭納入星鏈服務范圍。截至2022年底，烏方已經獲得超過2萬套地面終端。在這些設備幫助下，烏軍取得了包括癱瘓整個俄黑海艦隊在內的重大戰果。圖為美國商業遙感衛星拍攝的烏克蘭戰場畫面。
生存力強，難以摧毀
除了技術上可以穿透主權以外，大型低軌星座還具備極強的生存能力，哪怕是民用星座。
以星鏈星座為例，其規劃衛星總數超過4萬，這意味著只摧毀少數衛星并不會影響系統整體性能，而摧毀大量衛星，又極有可能引發導致人類失去全部航天能力的凱斯勒效應。
凱斯勒效應由美國學者唐納德·J凱斯勒（Donald J. Kessler）于1978年提出。這一理論認為，當地球周圍空間中航天器達到一定數量，一旦其中兩者碰撞，產生的碎片又會引發更多連鎖碰撞，最終導致地球周邊布滿碎片，人類在短則幾十年長則數百年時間內無法進行包括發射洲際導彈在內的任何航天活動。
目前學界公認，對于星鏈級別的星座，偶發碰撞即有可能將1000公里以下的近地軌道置于危險境地，因此物理上摧毀這類衛星得不償失，防御方應優先考慮電子對抗、偽裝欺騙等軟性手段，特別是不受地球曲率和地面障礙物影響的、基于己方星座發起的軟性手段。
地面望遠鏡拍攝到的星鏈衛星軌跡。
商業閉環，反哺航天
2023年11月，SpaceX宣布星鏈業務已經實現正現金流，開始盈利。傳統意義上，航天屬于國家主導的公益和公用事業，而如今，大型低軌星座在強化航天這一屬性的同時，還實現了自我造血，反哺行業，形成了相對傳統航天的機制優勢。
目前，星鏈的主要客戶來自常駐偏遠地區機構和居民、航空、車船以及防務相關業務，全球總用戶超過300萬。事實上，這只是最終潛在客戶的一小部分。綜合中、美、歐等方面研究，未來自動駕駛汽車和航空器、物聯網、因各種原因被迫離開地面網絡覆蓋的人員、無人操作設備等，都是大型低軌星座非常確定的用戶，其數量超出現有幾個數量級。因此，我們國家同樣有望構建起經濟上可持續的大型低軌星座，做大國民經濟蛋糕。
需要指出的是，大型低軌星座并不是地面5G或者6G網絡的替代者或者競爭者。前者主要服務分布面積廣大、但需求量較低的分散客戶，同時部分補充后者的服務，而后者依舊是通信系統的絕對骨干。引用一位行業專家的表述：“是小汽車和高鐵的區別，各有價值”。圖為即將從火箭上釋放的美國星鏈衛星。
中國星座，蓄勢待發
目前，我國已經確定建設2個大型低軌星座，并均計劃于年內開始部署。這兩個星座在建設同時，均有意向手機直聯等前沿服務迭代演進。
今天啟動的千帆星座由上海市政府支持、上海格思航天科技公司制造、上海垣信衛星科技公司提供服務，旨在開展天基寬帶互聯網業務。該星座一期計劃在2027年之前發射1296顆衛星，最終計劃發射超過14000顆衛星。
星網星座項目由中國衛星網絡集團有限公司（2021年4月成立，央企排名26）統籌，衛星總數超過12000顆。
兩個星座相關發射任務將在太原、海南、酒泉等發射場開展。根據國際對頻率和軌道的劃分規則，未來10年內我國要完成2萬顆以上低軌衛星發射任務：初期主要由航天科技集團研制的長征六號甲、長征八號、長征十二號等“國家隊”火箭實施；2026年左右，藍箭航天朱雀三號、天兵科技天龍三號、星河動力智神星一號等民營中大型運載火箭也有望加入。
時間緊、任務重。大型低軌星座是我國的必選項，既是挑戰更是機遇。建設好大型低軌星座，是這一代航天工作者的光榮使命。
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