美国星链卫星在乌克兰战场上取得了令人惊艳的表现，也给世界互联网带来了一种全新的接入方式。不过作为中国人，我们还是想问中国能建成自己的星座互联网吗？没想到好消息转眼就来了。我是东城观星，关注我，每周跟大家聊点高科技的事。

要说中国能建设成星座互联网，应该不会有异议吧？毕竟中国的基建能力是有目共睹的，而且已经把互联网星座纳入了新基建的范畴，与此同时，中国航天的建设和发展水平已经仅次于美国了，跟欧空局和俄罗斯比，还有一些优势。更何况，中国也有“鸿雁”、“虹云”等互联网星座的规划。所以，中国版星座互联网不是能不能建成的问题，而是什么时候建成的问题。

当然，一个互联网星座需要至少几千颗卫星，往往都是上万颗甚至几万颗卫星。这么多卫星，不可能慢慢建设，必须迅速组网快速发展，才有意义。然而，几千颗卫星可不能拍拍脑袋就发射的，一旦技术设计有问题，那损失可就大了，必须要对相关技术进行充分验证才行。

2023年七月初，中国成功发射了卫星互联网技术试验卫星，终于给中国星座互联网计划开了个头。

目前关于这款卫星的技术细节，公开报道很少。但我们可以分析一下，目前需要验证的主要技术。

首先，中国需要验证互联网卫星无线宽带通讯技术。虽然不一定要求卫星宽带的带宽超过地面宽带和5G，但至少应该接近甚至达到地面主流宽带的带宽水平。地面无线宽带，不管是5G还是WIFI，一个基站的覆盖范围往往都是以米来计算的，几百米是5G基站的覆盖水平。同样是无线宽带，卫星到终端最近的距离也在200公里以上，稳妥的星座互联网方案都是在500公里以上到一千多公里的轨道上运行。这么远的距离，覆盖范围是变宽了，但信号衰减会非常明显，如何保障带宽和通讯质量，是非常考验技术的。

星座互联网和地面5G通讯虽然都是无线通讯，原理和很多技术都是相通的，但卫星上的通讯技术并不能照搬地面5G基站技术，需要有专门的的技术标准，而且也需要充分验证才行，这也正是中国先发射技术验证星的原因。距离远，带来的必然结果是信号衰减，还有云层和大气干扰等，这就要求卫星宽带必须要在信号加密和数据编码方面特别强化才行，谁也不希望通过卫星传播的视频信号全是马赛克啊。

在地球上，虽然手机是移动的，但基站往往都是固定的，数据传输中定位相对比较容易。卫星可是在天上飞的，而且飞行速度很快，往往几分钟以后地面连接的终端就不在它的信号覆盖范围了。与此同时，一个终端上空，可以同时连接到几个甚至几十个几百个卫星的信号，到底应该跟哪个卫星通讯，怎样在不同的卫星之间切换，都是通讯协议需要面对的问题。

这种感觉就是，面对成千上万个奔跑着的骑兵队伍，你怎样跟他们沟通？怎样选择一个人跟你说话，他跑开以后又怎样无缝切换到下一个人继续对话？这可不像演电视一样，你可以随便叫停一个人，问完了再放走可以解决的。低轨卫星一旦停下来，那可就掉下来了。

另外，一个卫星的承载能力是有限的，它不可能同时支持自己信号覆盖范围内的所有人高速上网，必须通过信号重叠的卫星之间协调配合才能真正满足地面对带宽的要求。当然难点也是这些卫星是高速运动的，你在手机上看一个电影，全程不知道要切换多少颗卫星才能完成数据的传输。怎样高效协调这些卫星显然也是需要重点考虑的。

当然，还有很多本来在地面上不需要考虑的问题，到了卫星上需要着重考虑。就算有解决方案，也需要实际测试一下方案是否可行才行。如果仅仅考虑无线传输宽带，其实并不算太难，毕竟中国空间站已经实现无线宽带连接地面了。但怎样用多个卫星为地面多个终端进行稳定的互联网服务，还是需要不断验证才能把技术标准确定下来的。这也是中国必须先发射试验卫星的原因所在。

中国要想建设自己的星座互联网，除了验证通讯技术以外，还需要验证轨道维持技术和新型动力系统。互联网卫星对轨道稳定性的要求比传统卫星要高得多，对卫星寿命的要求也更高。传统卫星往往使用化学燃料，大推力发动机，机动性好，但轨道控制精度要差一些，卫星寿命也不高。参考美国的星链卫星，未来的互联网卫星一定是要采用最新的电推进发动机的。

电推进发动机比冲高，推力小，推力调节精度高。调整轨道或者维持轨道的时候，电推进发动机消耗的燃料只有传统发动机的六分之一左右。粗略类比一下，同样的卫星，使用电推进发动机，携带的燃料量能让卫星比使用传统化学发动机的情况寿命增加几倍。或者，同样的卫星寿命，同样的载荷重量，使用电推进发动机比化学燃料发动机所需求的燃料量少很多，卫星就可以制作的更小巧。

当然，电推进发动机一般推力很小，推力调节范围比较大。小推力的发动机可以更加精准地调整和维持轨道，让卫星可以持续稳定地运行在固定轨道上。而不是像化学发动机那样每次点火都会较大幅度调整轨道，让卫星运行轨道不够稳定。对于那些对轨道稳定性要求很高的卫星来说，轨道的稳定性直接决定了卫星的性能发挥，不得不考虑更精准地控制轨道。互联网卫星也有这样的需求。

还有一点，对于使用化学燃料发动机的卫星来说，多星一起发射的时候，是不能一起释放的。因为化学燃料发动机对节约燃料的要求非常高，转移轨道往往都是霍曼轨道，需要严格规划，错过最佳转移点，很难进入目标轨道，多个卫星的最佳转移点肯定是不在一起的，也就不能一起释放。

但是使用电推进发动机的卫星就不需要担心这么多，它们并不需要经过霍曼转移轨道，适当损失点燃料也是允许的，并不会造成很大的影响。所以，SpaceX发射星链卫星的时候，可以让60颗卫星像下饺子一样不断释放出去。但如果换成化学燃料发动机，60个卫星释放完得需要围绕地球几十圈才行，而且每个卫星的释放点都需要非常讲究。

虽然中国已经掌握了电推进发动机相关技术，而且已经把电推进发动机放到了空间站和其他卫星上，但要想让未来的星座卫星稳定可靠运行，还是需要验证一下电推进发动机长时间独立稳定运行的能力，不需要借助其他发动机就能完成卫星所有的机动需求。

此外，互联网卫星恐怕还需要验证一下搭载原子钟实现跟导航卫星配合的能力，实现导航卫星低轨布局，为第三代导航卫星系统铺路。另外，还应该会验证太空激光通讯的能力，大家应该知道用激光通讯的带宽远远高于传统电磁波吧。要想实现星座互联网高带宽、低延时，仅仅靠卫星和地面的紧密联系是不够的，必须要实现星座卫星之间数据的高速传输。虽然受大气层的影响，卫星和地面之间不能用激光来通讯，但卫星和卫星之间完全可以通过激光来通讯，这样就可以大幅度提高互联网的通讯带宽，降低通讯的延迟。

卫星之间通过激光通讯就能快速传递数据，这个比同等距离的光纤传播速度快多了，更何况地面上的光纤往往需要绕很大的弯才能完成数据传输。可以想象通过激光通讯，卫星互联网可以比传统互联网实现更低的延时，从而支持更精准的互联网直播服务，解锁更多现在难以实现的互联网服务。与此同时，真空环境中，激光几乎没有损耗，不仅通讯效率更高，甚至还可以解锁可见光通讯甚至紫外光通讯，这是地面上光纤通讯难以实现的，可以让通讯更加任性也更加高效。

另外，星链采用相控阵雷达作为地面终端，估计中国的互联网卫星大概率也会选择这样的终端，终端的生产和验证应该也是这次试验的一个重要方面。

不管怎样，中国已经迈出了星座互联网的第一步，经过充分的技术验证，中国版星链系统很快就能开始建设了。只要中国的技术成熟了，集中力量办大事的优势就会体现出来，中国版星链的建设速度一旦展开，也会非常迅速的。

令人惊喜的是，中国航天刚刚宣布年底开建超低轨通遥一体星座，并在2030年建成300个卫星的通遥一体星座。这个消息背后带来的惊喜实在太大了，宽带互联网卫星星座就是一个里程碑了，再加上超低轨遥感功能，那战略意义恐怕不会低于星链卫星了。只是从数量上有点少，未来应该会跟其他更多通讯卫星组网，形成更大的通讯网络吧。

到时候中国就可以获得一个完全独立于星链网络之外，又不次于星链网络的通讯星座了。不知道大家是否期待？

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