Starlink：马斯克的低地球轨道卫星是如何运作的，以及它们的缺点是什么 - 彭博社

埃隆·马斯克

摄影师：斯特凡尼·雷诺兹/法新社/盖蒂图片社接近30亿人从未使用过互联网，亿万富翁埃隆·马斯克和杰夫·贝索斯正致力于缩小数字鸿沟。通过他们的Starlink和Project Kuiper网络，这两位企业家正在竞相发射数千颗绕地球运行的小卫星，连接那些对地面宽带来说太偏远或因自然灾害或冲突而被切断的地方。中国和欧洲国家支持竞争对手的低地球轨道（LEO）系统，担心被排除在关键未来技术之外。但殖民化这个地球大气层的特殊区域需要巨额启动成本，以及复杂且潜在危险的挑战。

1. 低地球轨道（LEO）有多低？

大多数LEO卫星绕地球表面500公里（311英里）至2000公里的高度运行，因此它们可以比传统通信卫星更快地向地面发送数据，传统通信卫星通常位于大约36000公里外。那些高轨系统的中位信号延迟，或延迟，几乎为600毫秒，来回一趟太慢，无法支持诸如实时视频流、自动驾驶汽车和高频证券交易等技术。Starlink的目标是将延迟降至20毫秒，马斯克希望最终将其减半。以这样的速度，LEO卫星可能与最快的地面网络竞争。

来自上方的更低、更快的通话

目前大多数通信卫星都处于地球同步轨道。计划将大量较小的卫星群部署到低地球轨道，这样它们将更好地定位以快速接收和传输数据。

2. Starlink为什么需要这么多卫星？

靠近地球的卫星只能看到地球表面的一小部分，因此你需要更多的卫星。此外，在低地球轨道中，为了保持稳定轨道所需的速度——通过平衡其速度与地球引力来实现——增加了，因此卫星必须以约每小时27,000公里的速度飞行，以保持在空中，绕行地球需要90到120分钟。由于每颗卫星只能短暂与地面发射器接触，另一颗卫星需要在第一颗消失之前出现在地平线上。为了确保始终有卫星在头顶上方，你需要大量的卫星沿着交叉路径分布在环绕地球的轨道上。

3. Starlink及其竞争对手如何盈利？

通过向消费者、政府、在偏远地区工作的企业以及需要填补自己网络中空白的地面5G无线和固定宽带服务提供商出售他们的服务。Starlink还吸引了军方客户的兴趣，母公司Space Exploration Technologies Corp.于6月获得五角大楼合同，为乌克兰提供连接，并于9月与美国太空部队签署了另一份合同。有关Starlink在乌克兰的使用引发了争议，因为据悉马斯克拒绝了该国政府延长Starlink覆盖俄罗斯占领的克里米亚地区的请求，以协助对俄罗斯目标进行海军无人机袭击。马斯克于9月27日在他的社交媒体平台X上写道：“Starlink需要成为一个民用网络，而不是参与战斗的一方。”

4. 有人可以获得Starlink吗？

它已经在越来越多的国家提供，价格各不相同。截至2023年9月，在纽约市，Starlink套餐每月价格为120美元，在阿拉斯加为90美元，在英国为75英镑（92美元），不包括硬件成本和交付费用。

5. 什么促使了进入LEO轨道？

技术进步、发射成本下降以及偏远地区对连接需求的增长。过去的LEO项目，如Iridium、Globalstar和Orbcomm都破产了。如今的项目更具可行性，因为随着更轻、可重复使用的火箭的推出，卫星发射的成本已经大幅下降。马斯克的猎鹰9号可以以每公斤2600美元的成本发送卫星，而20年前大约是1万美元。SpaceX估计安装Starlink可能需要高达300亿美元，马斯克表示年收入最终可能达到500亿美元，有助于资助他的终极抱负 — 殖民火星。

6. Starlink的竞争对手是否在迎头赶上？

2022年4月，贝索斯的亚马逊公司达成了有史以来最大的发射协议，为他的网络发送超过3,000颗卫星。中国正在建设一个LEO星座，欧洲顶尖卫星和航空航天公司已经联合竞标欧盟主导的价值60亿欧元（64亿美元）的IRIS²卫星项目。法国总统马克龙表示，创建一个能与马斯克匹敌的欧洲卫星服务是“主权问题”。到本十年末，围绕地球可能会有超过100,000颗卫星飞来飞去，是2022年初运行的卫星数量的20倍以上。天文学家已经注意到不断增长的卫星数量，抱怨Starlink卫星干扰了他们对太空的观测。

7. 低地球轨道的缺点是什么？

由于卫星移动速度很快，碰撞更难预测，可能会造成毁灭性后果。在低地球轨道运行的直径为10厘米的碎片可能含有相当于7公斤TNT的能量，足以将卫星炸成数千片。雷达探测系统只能估计卫星的轨迹在几英里范围内，因为太阳辐射和大气阻力使轨道路径略微不规则。低地球轨道已经被用于气候观测、地球成像和军事目的，以及国际空间站。它还充斥着废弃卫星和旧航天器的碎片。人们担心几次碰撞可能会引发进一步的碰撞，形成碎片云，使低地球轨道上最有用的轨道在未来几个世纪内无法使用。有各种提议用于清除太空垃圾。但这将耗资数十亿美元，政府无法决定由谁来买单。

参考书架

• 彭博智库分析师约翰·戴维斯表示，SpaceX和竞争对手OneWeb的抱负被现实情况所掩盖。
• 彭博商业周刊关于新太空竞赛和马斯克使Starlink成功的挑战的报道。
• 彭博智库指出，导致低地球轨道系统成功的先前障碍基本仍然存在。
• 有关所有这些新卫星可能如何影响观星的更多信息，请查看国家地理的特写。
• 来自Celestrak的数千颗轨道卫星的可视化。
• 一个交互式图表显示将卫星送入太空的成本不断下降。