“千帆星座”首批组网星成功发射 为什么要打造低轨卫星互联网？
转自：经济日报
8月6日14时42分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将千帆极轨01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。此次任务是长征系列运载火箭的第530次飞行。
千帆星座：打造覆盖全球的低轨互联网星座
此次发射的千帆极轨01组卫星是我国低轨互联网“千帆星座”的首批组网星，标志着我国向全球卫星互联网领域迈出了重要一步。什么是“千帆星座”？它有哪些特点呢？
千帆星座也称“G60星链”，该项目由上海松江区牵头，联合多家资本共同打造，项目的实施主体是上海垣信卫星，此前，他们已经完成了5颗试验星的发射，今天发射的18颗卫星是“千帆星座”的首批组网星。
“今年我们目标是要发108颗星，在这个基础上，形成上万星座建设的规模。”上海垣信卫星科技有限公司高级副总裁陆犇说。
低轨卫星是指在距离地球表面约160公里到2000公里之间轨道上运行的卫星。这些卫星因其较低的轨道高度，具有传输时延小、链路损耗低等特点，非常适合发展卫星互联网业务。千帆星座将采用多层多轨道，分阶段实施的星座设计。
“现在规划了两个阶段，第一个阶段是1296颗星，它可以具备全球互联的能力，可以完成全球的完整覆盖，可以提供全方位、多样化的商业服务。再往后，我们会把卫星建设的高度从现在第一阶段的1000多公里降到300、500公里，离地球表面更近，具备了提供手机直连、宽窄带物联网更高级的应用，我们在不同的轨道高度会发展更丰富的低轨卫星互联网业务。”陆犇说。
为什么要打造低轨卫星互联网？
按照规划，到2030年底，“千帆星座”最终将打造超过1万颗的低轨宽频多媒体卫星组网。那么为什么要在低轨上打造如此大规模的卫星星座呢？
据介绍，“千帆星座”作为低轨宽带卫星互联网星座是面向普通大众通信需求建设的星座。将平板式高通量宽带通信卫星布局在低轨，具有离地较近、成本低、功耗低、覆盖广、时延低等优势，能够提供大带宽、低时延、高质量、高安全性、全球覆盖的卫星互联网服务。
“千帆星座”副总指挥朱晓铖表示，通信的速率、卫星的功耗跟距离之间有一个平方关系，距离越远对应的速率就越低。如果在更高的轨道上，比如说在地球同步轨道36000公里的轨道高度上，虽然可以通过三颗卫星就实现全球覆盖的能力，但是这个条件下通信速率就会非常低。大数据的传输一定要有一个低轨的宽带通信网络系统。根据轨道的覆盖设计需求，1.4万颗卫星差不多能够覆盖我们大部分人类生活区域所需的情况。
据了解，目前传统的陆地移动通信服务仅覆盖了不足6％的地表面积，受固有特性限制，要实现陆地基站全面铺设成本过高，短期范围内基本只能保障城市覆盖，而低轨卫星星座可全球覆盖，实现对偏远区域、海洋等的网络补充。
“它其实是地面互联网的拓展和延伸，在未来，我们能够去到更远的地方，也能够在比如地质灾害、紧急危险的时候，及时连到互联网。我们将来通信系统的速率越来越高，通信覆盖的用户数会越来越多，将来可能实现万物互联这样一个新的时代。”朱晓铖说。
一年发射超百颗卫星为何如此密集？
今年，仅千帆星座就计划发射超百颗，那么，为什么要进行如此密集的发射呢？
专家表示，目前，在近地轨道上，空间资源非常有限，可以理解为先到先得。
除了空间轨道资源，还有一个不可再生的重要资源，就是无线电频率资源。按照国际电信联盟的规定，频率归全人类所有，不属于任何一个组织或者个人，所有的卫星运营商想要在空间中使用某段频率，都需要向国际电信联盟提出申请。本着“先到先得”的原则，谁先提出申请，谁就享有这段频率的优先使用权。申请了频率和轨位以后，7年内必须发射第一颗星、9年内必须发射总数达到10％、12年内发射总数需要达到50％、14年内整个星座必须完成发射，所以这对整个星座部署的要求非常高。
目前，全球对于低轨卫星的资源竞争非常激烈，美国、英国、加拿大、俄罗斯、德国、韩国等相继规划了宏大的低轨互联网卫星组网计划。我国的千帆星座、星网也都在加速推进。
超大规模星座大量卫星如何快速产出？
千帆极轨01组卫星首次实现了我国平板式卫星一箭18星的堆叠发射。按照规划，2025年，“千帆星座”将完成一期648颗卫星的部署，初步构建全球覆盖的卫星互联网系统。要在短时间研发出数量如此庞大的卫星，是如何做到呢？上海微小卫星工程中自主研发建成了智能化的生产线，实现了卫星“批量化”生产。
据介绍，“千帆星座”一期将发射648颗卫星，上海微小卫星工程中心承担了其中324颗卫星的研制任务。此次首批发射的18颗卫星也全部是由上海微小卫星工程中心研制的。
一般情况下，一颗卫星在发射前，从元器件采购、单机研制到整星生产大概需要3至5年的周期，而“千帆星座”卫星数量庞大，为加快研制效率，上海微小卫星工程中心自主研发打造了卫星智能制造平台，建立起模块化、标准化的卫星生产线。
“目前这种快速研制，包括现在平板卫星的堆叠发射，从结构设计到单机的设计，采用了全数字化的方法；在生产环节，我们也采用数字化自动化测试的方法，单机过来以后，整星进入一个脉动产线，相当于是数字化方法控制的，这样研制效率就提高非常多。”“千帆星座”总设计师曹彩霞说。
据介绍，目前该生产线已具备年产300颗以上卫星的能力，未来将可支持1箭36星发射，满足更大规模星座快速组网密集发射的需求。