未来的星链将会是什么样的,SpaceX的星链卫星,将于何时普及遮光罩

SpaceX计划发射多达12000颗低轨道卫星在近地轨道,这对天文和航天产生了不可预估的影响未来的星链将会是什么样的。大量明亮的卫星可能破坏专业太空观测;将数千颗卫星发射到太空的想法引起了人们对太空碎片的极大关注。关于星链对天文学观测的影响,SpaceX表示已经找到解决办法,SpaceX意识到了天文学家的忧虑,并表示正在用新型卫星上的防反射表面来解决这些问题,简而言之,卫星将具有由深色无线电透明泡沫制成的遮光罩,以减少未来来自卫星的反射。

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Starlink(星链),连接世界

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人们可能已经听说过SpaceX将人类送上火星的使命。这是埃隆·马斯克创立的公司的最终目标。目前,该公司正为其另一个项目而努力奋斗。

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难以置信,但即使到2020年,约有一半的世界人口仍然无法访问互联网。这就是伊隆·马斯克和SpaceX试图通过Starlink项目进行改变的方式。就是通过可靠的互联网连接来连接全球每个角落,以合理的价格为世界上最偏远的人们提供互联网访问。

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为什么有那么多卫星?——计划总共部署近12,000颗卫星,以后可能会扩展到42,000颗

最初,Starlink的最终轨道高度为1,150km,覆盖半径为1,060km。这意味着该项目将用更少的卫星来完成。较高的轨道高度会导致传输的延迟(设计目标:25-30毫秒),通信的质量受到影响,从而会使卫星互联网项目因为难以忍受的时延而夭折。

因此,SpaceX修改了设计,改为部署大量对地静止卫星,每个卫星具有81度视野和500km的圆形覆盖半径,用于低延迟通信,降低了卫星轨道高度,就意味着增加相应的卫星数量。

2020年4月17日,SpaceX修改了Starlink网络的架构。并向联邦通信委员会(FCC)提交了一份申请,提议以比先前批准的FCC更低的轨道运行更多的卫星。第一阶段将包括1,584颗卫星,其中66颗在53.0度倾斜的平面上以550公里的速度运行。直到2020年底发射的那部分星座保持不变。由于卫星在其专用轨道平面中不断传播,因此可能导致相邻卫星之间的不稳定连接。为了解决这个问题,SpaceX为每颗Starlink卫星配备了5个光通信系统,该系统将始终与4个卫星保持稳定的连接。自2019年5月以来,它已将300颗Starlink卫星发射到近低轨道。马斯克估计,北美将有800颗卫星提供适当的覆盖范围,预计到2021年将接近全球覆盖范围。

SpaceX的Starlink——太空互联网卫星,让天文学家很受伤

由于担心光污染,Starlink卫星遭到天文学界的批评。天文学家声称,可见卫星的数量将超过可见星的数量,并且它们在光学和无线电波长上的亮度都会严重影响科学观测。由于Starlink卫星可以自主改变其轨道,因此无法安排观测时间来避开它们。国际天文学联合会(IAU)和美国国家射电天文台(NRAO)已经发布了表示对此事关注的官方声明。

欧洲航天局(ESA)科学与探索高级顾问Mark McCaughrean教授对表示:“我必须亲自承认,它们使我感到恶心。它们持续飞行了好几分钟,不断地飞越天空,吸引了人们的眼球注意,偶尔会比天空中的每颗星星都要亮。”“他对大量明亮的卫星既可能破坏专业观测并影响夜空外观的可能性感到担忧”。

来自哈佛天文学中心的天文学家乔纳森·麦克道威尔也表示:“这些事态发展和可能发生的事情将毁灭夜空,不仅对从事宇宙科学研究的人来说,而且对于那些在其荣耀的慰藉、视角和生命意义中找到我们的人来说。这是唯一可以看到138亿年历史的景象剥夺了这个星球上所有生命的长子享有的权利”。

众多卫星的存在,使得碰撞的风险增加

如今,太空的“最终边界”并不是那么空旷,至少在地球附近,大约有1,500颗活动卫星,2,200颗已消失的卫星,以及据ESA称,在轨道上有数百万个微小的空间碎片。在拥挤的轨道上增加成千上万的新卫星被认为是未来的严重危害,特别是考虑到航天部门在很大程度上是自我的行为,并且一些太空垃圾刚刚被废弃以失控。如果没有协调好,或者认为的失误、或者运营方业主破产而无法再管理其许多资产的情况,碰撞发展的几率将会提升。为了避免加剧日益严重的太空垃圾问题,以便定期对卫星进行升级和更换,SpaceX计划在使用大约五年后在地球大气层中燃烧它们,95%会在大气层中燃烧干净,而不会对航空器造成实质威胁。

SpaceX意识到了问题,也在解决

SpaceX代表和马斯克声称,卫星将产生最小的影响。许多专业天文学家根据首次发射Starlink v0.9卫星的初步观察结果对这些主张提出了异议,这是在从运载火箭上进行部署之后不久进行的。在随后的Twitter声明中,马斯克表示,SpaceX将致力于减少卫星的反照率,并将在必要时为天文实验提供按需方向调整。迄今为止,只有一颗Starlink卫星具有实验涂层以减少其反照率。但是,幅度的减小非常微妙,仅减小0.8幅度,这对于天文学家来说还不够。

SpaceX在联邦通信委员会中写道:“除了这种(较暗的)处理之外,SpaceX还正在开发新的缓解措施,并计划在接下来的几个月中进行测试。”

此外,SpaceX将提供卫星跟踪数据,以便天文学家可以更好地与我们的卫星协调其观测”。SpaceX的另一项变化是研究增加遮阳帘或遮阳板,以像Starlink卫星上的雨伞一样展开,以减少从飞船上闪烁的阳光。SpaceX正在采取“降低卫星亮度的关键步骤”,正在改变每颗卫星的太阳能电池板的角度,所有Starlink卫星将从机队第九次发射开始就具有遮阳篷。这种旨在降低Starlink卫星亮度的新型遮阳板或遮阳板将于2020年5月7日在公司的Spacelink 7上首次亮相。

写在最后

SpaceX并非唯一一家希望通过向接下来的数十亿用户出售互联网访问来获得潜在丰厚回报的公司。亚马逊的Kuiper项目主要存在于纸面上-他们尚未决定是否购买第三方卫星或自行制造-但它的目标是在未来几十年内发射3,300颗提供互联网的卫星。Facebook的Athena互联网卫星由FCC通过一家秘密的子公司PointView Tech LLC悄悄许可,声称它将使用毫米波无线电信号提供高达10 GB /秒的速度,比Starlink吹捧的速度快十倍。

无疑,如果这些项目都得以实施,就需要在低地球轨道上成千上万颗卫星,地球的轨道中卫星的密度将变得愈发恐怖,也许到那时,我们抬头观测的不再是猎户座行星,而是Starlink星、Facebook星。

以上是我的浅薄之见,欢迎指正,谢谢!

2022-06-10

2022-06-10