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10月25日上午,海南商业航天发射场再次传来好消息。10时03分,长征八号甲运载火箭点火升空,将卫星互联网低轨28组卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。中国正在建设的低轨卫星互联网,又迎来一批新的卫星。
中国航天这几天的发射节奏相当密集,先是10月23日18时15分,长征六号改运载火箭从太原卫星发射中心起飞,将遥感五十号03星送入预定轨道。24日凌晨,长征四号乙运载火箭又在酒泉执行发射任务。接着,便是今天上午从海南升空的长征八号甲。
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从第一发到第三发,间隔只有39小时48分钟。三款火箭,三个发射场,接连完成任务。不过,与前两次运送遥感卫星不同,今天这次发射的是低轨互联网卫星。
此次发射的卫星是低轨28组,并不是说火箭一次送上去了28颗卫星。目前公开的发射消息没有披露这批卫星的具体数量,也没有公布单星通信容量、用户接入速率等详细指标。按照以往的惯例,此次发射卫星的数量可能是9颗。
目前,中国卫星互联网的组网任务正在接续推进。9月23日,长征八号甲在海南商业航天发射场执行了卫星互联网低轨26组卫星发射任务。10月10日,长征十二号又从这里将低轨27组卫星送入预定轨道。如今,低轨28组顺利升空,新的卫星继续加入组网建设。
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单颗通信卫星可以承担一定的通信任务,但要让低轨互联网持续服务用户,就需要多颗卫星按照既定轨道布局,相互配合。此次新一批低轨卫星入轨,也在加速中国低轨卫星互联网星座的建造。
如今,中国的网络基建已经很成熟,网络十分方便。家里有光纤,出门有移动网络,坐在办公室里开视频会议,走到街边扫码付款,很多时候甚至不会专门留意信号来自哪里。
但这样的便利,并没有均匀覆盖所有地方。地面通信网络的建设,需要考虑用户数量、地形条件、供电和传输线路。人口密集的城区,一座基站可以服务很多人,建设和维护也有较成熟的配套条件。
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到了偏远山区、荒漠腹地和远离大陆的海岛,情况就不同了。用户分散,线路长,施工不便,有些地方还需要解决设备供电和后期维护问题。
而远洋航行更是需要卫星通信,货轮离开近岸后,地面移动网络难以继续覆盖。船舶仍然需要传输航行、设备和管理数据,船员也希望与家人保持联系。飞机飞越海洋时,同样无法指望沿途不断出现地面基站。
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另外,应急通信也是卫星互联网的重要应用方向。强震、洪水等灾害可能损坏光缆、基站和供电设施,进而影响灾情上报、救援调度和物资安排。此时,卫星通信的重要性就体现出来了。
低轨卫星互联网的一个重要特点,就是卫星距离地面比较近。通常所说的低地球轨道,高度在约2000公里以下。而传统通信卫星所在的地球静止轨道,则运行在赤道上空约35786公里处。
轨道的高低,直接关系到通信信号需要走多远。无线电信号在真空中以光速传播,每秒约30万公里。这个速度非常快,但当距离达到数万公里时,传播时间仍会变得明显。
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以地面信号经过静止轨道卫星,再返回地面的理想化路径为例,即便只按两段轨道高度估算,传播距离也超过7万公里,单是空间传播就需要约0.24秒。实际通信还要考虑斜距、地面传输和设备处理等环节。
低轨卫星距离更近,能够缩短信号在空间中传播的路径,为降低时延创造条件,这也是低轨系统受到宽带通信领域重视的重要原因。
但把卫星放低,并不意味着事情就简单了。地球静止轨道卫星相对地面的位置基本不变,地面天线可以持续朝向同一片天空。低轨卫星则在快速绕地球飞行,相对于地面用户的位置不断变化。
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一颗卫星飞过头顶,不久之后就会逐渐远离。要保持连接,就需要其他卫星及时接续。轨道越低,单颗卫星能够覆盖的地面范围通常也越有限。要服务更大区域,就需要安排更多卫星,并做好轨道分布和通信资源调度,这正是低轨互联网星座往往规模庞大的原因。
建设卫星互联网,需要火箭具备持续、稳定的运送能力,长征八号甲就是面向这类需求发展的重要型号。
根据中国航天科技集团和中国运载火箭技术研究院公开资料,长征八号甲全箭总长约50.5米,起飞重量约371吨,700公里太阳同步轨道运载能力达到7吨级,并配置直径5.2米的整流罩。
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长征八号甲采用两级半构型,芯一级使用液氧煤油推进剂,芯二级采用氢氧模块,捆绑两个液体助推器,能够满足地球中低轨道星座组网发射需求。
而对于要持续部署卫星的星座来说,单次运力之外,发射组织效率也很关键。长征八号甲在相关任务中通过并行工作、精细化管理和精准调度,将发射测试流程压缩至18天,并继续推动后续流程优化。
长八甲自去年首飞以来,总共进行过12次发射,其中11次都是用于发射卫星互联网低轨卫星,成功率100%,还有一次发射千帆极轨卫星也是取得成功。
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