涨知识丨马斯克包裹地球的1.2万颗互联网卫星如何运行？

硅谷“钢铁侠”马斯克又向一个宏伟计划迈出了第一步：当地时间2月22日，美国太空探索技术公司（SpaceX）利用自己的“猎鹰9号”火箭，成功发射了两颗测试卫星MICROSAT-2A/2B。

这两颗卫星还仅是马斯克“星链”（Starlink）计划的第一步。据了解，“星链”将由1.2万颗卫星组成，从太空“直接向美国或全球”提供高速互联网接入服务。

换句话说，“星链”计划部署完成后，将可以为消费者提供新的无线连接，而不需要再通过现有系统的信号再分配。目前的互联网卫星通信技术，如DirecTV和Dish Network等，信息收发的延迟时间高达约600毫秒，这比SpaceX预计提供的25到30毫秒的延迟时间慢很多。

 “猎鹰9号”升空瞬间

那么这1.2万颗卫星在近地轨道究竟如何运行，利用卫星搭建互联网服务这项技术是全新的吗，SpaceX的做法又有哪些不同？作为太空科技“狂人”，马斯克这次又藏了哪些彩蛋呢？

卫星互联网是新技术吗？

答案是否定的。在SpaceX之前，已经多家企业尝试过这种上网服务，只是规模并没有SpaceX公布的这么庞大。

例如，在15年前，波音公司就曾为总部设在法国的Eutelsat公司，发射过第一颗双向宽带通信卫星e-BIRD。自那之后，有越来越多的公司尝试过发射。据《财富》杂志称，从目前的情况看，这还是一个利基市场。

基于卫星的互联网服务，它的优势在于可以覆盖所有区域，而无需建立昂贵的地基互联基础设施。对于消费者来说，只需要一个卫星天线就可以使用。这对于为农村和偏远地区提供互联网服务非常有用且高效。

卫星成功部署到近地轨道

但卫星互联网也有两个缺点。首先，它相对昂贵。SpaceX预计，要完成这个项目至少需要100亿美元。其次，卫星互联网通常会因为卫星的高度和位置，导致互联出现延迟问题。这对于需要收发邮件的消费者来说，影响并不大，但高延迟可能会成为视频传播、实时通信等服务的“杀手”。

“星链”计划有何不同，如何运行？

正如上文所说，卫星互联网提供的服务质量基于卫星的位置和高度。因此，SpaceX的想法是将卫星置于比平常低得多的轨道上，以减少服务的延迟。

此前，地球静止轨道上典型的互联网卫星，距离地面均超过22000英里（约合35405公里）。而根据SpaceX提供给美国电信业监管机构联邦通信委员会（FCC）的文件显示，SpaceX希望将其卫星置于684至823英里（约合1100至1324公里）之间的低地球轨道上。

这样的高度位置意味着，卫星能提供更近，信号更强的互联网服务，但同时也意味着，每颗卫星能覆盖的区域要比原本可覆盖的要小了。因此，为了提供有竞争力的覆盖范围，SpaceX公布了数量庞大的卫星发射。

其中，将有4425颗卫星部署在地球上方1150公里至1325公里处的近地轨道，传输波段介于Ku与Ka之间；另外7518颗卫星将部署在地球上方335公里至346公里间的极低地球轨道，以V波段传输数据。

也就是说，如果卫星全部发射成功，SpaceX将改变传统的高成本、低可靠性网络服务，在全球提供可与光纤网络相媲美的宽带速度，基本上可在整个电磁频谱上创建一揽子连接。

马斯克又藏了哪些彩蛋给全世界？

“星链”首批两颗卫星的发射，只是马斯克宏伟计划中的一小步。正如之前在“重型猎鹰”发射过程中所表现的一样，作为太空科技“狂人”马斯克，这次也在发射中藏了彩蛋给全世界。

首先，马斯克在推特上透露，“星链”一词来源于John Green的浪漫小说"The Fault in Our Stars”。这本小说中文译名为《无比美妙的痛苦》。2014年，这部小说被搬上大荧屏，即众所周知的《星运里的错》。

其次，两颗卫星在轨道上运行至洛杉矶附近时，会向地球发射“hello world”信息。同时，据马斯克透露两颗卫星的WIFI密码是“martians”（火星人）。

第三，目前两颗卫星的正式叫法为MICROSAT-2A和MICROSAT-2B，但马斯克私下里更愿意称两颗卫星为丁丁A和B（Tintin A and B）。这是比利时动画《丁丁历险记》主角的名字。

2015年1月，马斯克宣布了SpaceX的卫星互联网服务的计划。但这项计划进展地并不顺利。经历过政策问题、商业竞争，以及天气问题导致延迟发射后，2018年2月22日，马斯克才成功迈出了第一步。

不过这些困难对于马斯克来说，都不是问题，他的SpaceX公司正是从一次一次的发射失败中走过来的。对于自己想要实现的目标，马斯克本人向来都是不遗余力地吆喝。他曾多次在公开场合表示：“我们想改变卫星方面的事情，就像我们在火箭方面所做的一样。”

他还一直极力宣扬“星链”带来的影响力，称它可以为全球数十亿人带来5G服务，同时还可以在各种拥挤地区增加流量。“Starlink将成为世界贫困地区人民的真正推动力。”