7月7日,SpaceX正式向美国联邦通信委员会(FCC)提交申请,寻求批准发射和运营其第三代("Gen3")非静止轨道卫星星座,规模高达10万颗卫星。这是继Gen1、Gen2星链系统之后,SpaceX面向"AI时代"打造的下一代太空通信基础设施。
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图源:SpaceX
值得注意的是,这份Gen3申请与此前市场上流传的"百万颗AI卫星"计划是两个完全独立的星座项目,不应混淆。
SpaceX在申请文件中表达了颇具野心的愿景,其措辞充满未来主义色彩,将人工智能革命形容为一场势不可挡、能为全人类带来巨大红利并深远影响人类文明进程的浪潮。SpaceX强调,Gen3系统旨在提供支撑AI时代的通信骨干网络,满足未来对高带宽、实时性、AI应用爆炸式增长的连接需求。
01
—为什么需要10万颗卫星?
按照SpaceX的说法,自Gen2系统申请以来,人工智能时代已经全面到来。AI应用、服务和设备将极大推动创新、科学发现、人类创造力和经济增长,但要把这些红利普惠全球,必须依靠具备足够容量、覆盖范围和韧性的通信基础设施。
Gen3系统的核心目标是:
提供 多千兆比特级、对称上下行速率的服务; 支撑数量级增长的用户接入网络; 满足AI设备(工业自动化、精准农业、远程医疗、个人机器人等)对实时上行传输的高需求;
在拥堵或受限频段之外,为农村、边远和欠服务地区提供光纤级可靠连接;
支持应急响应、远程医疗、企业专线等关键应用场景。
02
—轨道设计:两层"甚低轨道"蜂群
根据技术附件,Gen3星座将部署在两组紧密堆叠的轨道壳层中:
轨道层
标称高度
倾角范围
每壳层最大卫星数
低轨壳层
323.0 – 327.5 公里
26° – 96.9°(含太阳同步轨道)
各10万颗
次低轨壳层
473.0 – 477.5 公里
26° – 96.9°(含太阳同步轨道)
各10万颗
这种超低轨道(VLEO)设计的最大优势是超低时延,同时"双层薄壳"结构为载人航天器留出了充足的安全间隔空间。SpaceX表示,希望获得在26°到96.9°倾角范围内灵活调配卫星、以适应不断变化的覆盖需求的授权,而非被限定在某个固定构型。
星上将采用先进的相控阵波束成形与数字处理技术,配合光学星间链路,实现网络的无缝管理与连续服务,同时最大限度压缩频谱占用、便于与其他卫星和地面系统共享频谱。
03
—频谱"大扩容":从Ku到D,几乎覆盖全毫米波
Gen3申请中最引人注目的部分,是SpaceX请求豁免美国频率分配表(U.S. Table)与国际频率分配表,从而使用一系列此前未被正式分配给卫星固定业务的频段。SpaceX将其形容为打通"超级频段"(super bands),以实现连续宽带宽的上下行传输。具体涉及六大频段:
1. Ku频段:下行10.7–13.4 GHz,上行13.75–15.63 GHz(不含15.35–15.43 GHz纯被动观测频段),打造连续的Ku频段"消费级"链路。
2. Ka频段:下行17.3–21.2 GHz,上行涵盖21.4–23.6 GHz、24.25–25.25 GHz及25.5–31 GHz,用于高容量用户终端与信关站回传。
3. V频段:下行42–42.5 GHz,上行45.5–47.2 GHz及51.4–52.4 GHz,主要面向企业级与政府用户的高容量需求。
4. E频段:下行67–71 GHz,上行77–81 GHz,用于扩展现有信关站容量,新增约8 GHz的连续频谱,几乎让E频段容量翻倍。
5. W频段:92–100 GHz、102–109.5 GHz及111.8–114.25 GHz用于上行传输,是当前几乎"绿地"状态、极少被使用的高频资源。
6. D频段(亚太赫兹):122.25–164 GHz、167–174.8 GHz、191.8–226 GHz及231.5–275 GHz,用于双向传输,是迄今商业卫星系统鲜有涉足的极高频段,SpaceX称之为"下一代卫星通信技术"的前沿疆域。
对于这些频段,SpaceX承诺将在获批前以"非干扰、不受保护"(non-interference, non-protected)方式运行,即不得对其他授权用户造成有害干扰,也不得要求获得干扰保护,同时会与射电天文、被动遥感、安全生命等受保护业务保持协调,包括与美国国家科学基金会合作开发的"波束指向规避"(boresight avoidance)技术,以保护射电天文台的观测不受影响。
04
—请求豁免的具体规则一览
除频率分配表外,SpaceX还请求豁免FCC以下多项规则:
Schedule S 填报限制:由于系统规模庞大(多达100,000颗卫星、20个轨道高度组合),现行Schedule S电子表格无法完整容纳所有波束、轨道参数及信道方案,SpaceX只能提交代表性样本数据,并承诺可按需补充完整数据库。25.114(a)(1):技术资料呈报方式的豁免,允许以代表性天线增益轮廓、信道方案替代穷举式申报。25.146(a)(2)与(c):等效功率通量密度(EPFD)限制及ITU"favorable finding"前置条件的豁免。SpaceX主张,FCC已在近期的《频谱现代化令》中认定传统EPFD限制"过时且对NGSO系统构成不必要束缚",因此在新规则正式生效前,应允许其按新框架运行,并可在ITU审核完成前先行开展国内服务("风险自担"模式)。25.156(d)与25.157:"处理轮"(processing round)程序豁免,即部分未被纳入FCC最新处理轮公告的频段,SpaceX请求直接获得授权,而非等待新一轮招募流程。25.159(b):同一处理轮内同一运营商多个待批申请数量限制的豁免,SpaceX解释Gen3是全新独立星座,与已获批、已开始发射的Gen2并非"囤积频谱"性质的重复申请。
05
—轨道碎片与太空安全承诺
在轨道碎片减缓方面,SpaceX在申请中作出了一系列具体承诺:
卫星尺寸大于10厘米,符合可追踪标准,并通过GNSS自主定位、定期上报轨道数据;
部署前在Space-Track.org完成注册,实时共享星历和协方差数据供各方开展碰撞规避评估;
大型物体碰撞概率控制在0.001以下的行业标准之上,采用比NASA碰撞规避手册更为保守的1e-5概率阈值触发避让机动;
任务结束后采用大气层再入方式处置卫星,再入残骸落地动能控制在15焦耳以下,人员伤亡风险趋近于零;
不采用系绳部署、不进行近距离操作,最大限度降低产生新碎片的风险。
06
—结语:AI时代的太空"新基建"竞赛
从Ku到D频段的全谱系申请,到10万颗超低轨卫星的两层蜂群设计,SpaceX的Gen3申请勾勒出一幅雄心勃勃的太空通信基础设施蓝图。其提交的技术细节表明,这不仅是Starlink服务的简单扩容,更是一场围绕"AI基础设施由谁掌控天基入口"的全球竞速,SpaceX明确将Gen3定位为服务人工智能时代海量实时数据传输需求的"通信骨干网"。
这份申请能否获批、以及FCC将如何平衡SpaceX的诉求与射电天文、政府频谱使用者及其他卫星运营商的利益,值得持续关注。
参考
https://fccprod.servicenowservices.com/ibfs?id=ibfs_application_summary&number=SAT-LOA-20260630-00264
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