如何打造“中国版星链”？上海航天专家解读卫星互联网技术

摘要：实现信号全球覆盖，何打航天互联为各个地方提供云服务

中国科协近日发布了2024年十大产业技术问题，造中专“云网融合技术在卫星互联网中的国版泰安市某某高温材料教育中心应用”榜上有名。

什么是星链云网融合技术和卫星互联网？将这种技术应用于卫星互联网后，将给我们的上海术生活带来什么改变？我国在这个产业领域有什么项目布局？解放日报·上观新闻记者采访了中国科学院微小卫星创新研究院研究员田丰。这家上海科研机构正在研制卫星星座项目的解读星载网络通信单机，为我国巨型星座的卫星网技建设和部署贡献力量。

在太空建成“信息高速公路”

“过去，何打航天互联信息技术的造中专云都是建在地面上。而现在，国版云升到了天上，星链太空里也有了云。上海术泰安市某某高温材料教育中心”田丰研究员说。解读随着数字经济的卫星网技发展，云计算以及相关产业越来越发达，何打航天互联为众多企业和机构提供云服务，让使用者随时获取云上资源。如今，云为何升到太空里，与卫星互联网融合？因为在近地轨道运行的卫星星座，可以实现信号全球覆盖，为地球上各个地方的人和设备提供云服务。沙漠、森林、海洋……这些地面上的通信基站和云服务器难以覆盖的地方，理论上都可以接收到卫星信号，这就是近地轨道卫星星座的优势所在。

目前，全球最知名的近地轨道卫星星座当属“星链”。2014年，埃隆·马斯克领导的SpaceX公司提出了这一低轨互联网星座计划，拟用4.2万颗卫星来取代地面上的通信设施，在全球范围内提供价格较低的卫星宽带服务。截至去年底，“星链”全球用户数量突破了230万。今年2月，SpaceX通过这个卫星网络，从太空向社交网络平台X（原名推特）发布了第一个帖子。

今年3月15日，SpaceX公司用“猎鹰9”运载火箭将23颗“星链”卫星送入太空。新华社/美联

除了民用商业价值，“星链”还有军用价值。2022年12月，SpaceX发布了为国防服务的“星盾计划”，旨在加强美国军队的太空侦察力量。这项计划依托二代“星链”星座，具有军民两用的性质。与传统的军事卫星相比，“星盾”卫星数量众多，而且处在高度较低的近地轨道，所以在传输数据时通量更大、时延更短，可以将航天侦察情报的使用周期缩短至分钟级。

“星链计划构建的卫星互联网已具有较大规模，好比在太空建好了高速公路。今后在这条公路上是通行轿车，还是卡车，就有很多选择。”田丰解释。比如，部分“星链”卫星搭载了激光通信设备，可进行星间激光通信。它们能够与不同高度的卫星或地面站进行高速的数据传输，大幅缩短通信时延，构建起一个信息高效共享的天地一体化网络。

“自顶向下”研制卫星通信单机

从通信网络的发展趋势看，“云边端、天空地一体化”这个目标已成为业界共识。在这张一体化网络中，卫星互联网位于太空（天），通过云网融合技术与空中、地面的设备和基站互联，实现全球覆盖、全时组网。

面对这一趋势，如何打造“中国版星链”？据介绍，我国正在组建卫星互联网系统，并开展关键技术在轨验证。低成本、批量化的星载网络通信单机是建设卫星互联网的基础。

2023年12月6日，我国成功发射卫星互联网技术试验卫星。新华社发

作为卫星星座项目的参研单位，中国科学院微小卫星创新研究院正在开展星载网络通信单机的研产工作。“与传统的卫星载荷研制不同，我们研制的单机要满足低成本、批量化生产需求，这样才能支持我国巨型星座的快速建设部署。”田丰说。为此，中国科学院微小卫星创新研究院采取“自顶向下”策略，先对整个系统进行顶层设计，再根据设计方案和传输协议确定每个单机的功能，进而研究这些单机的生产流程和工艺，实现批量化生产。

展望未来，我国低轨通信卫星星座将覆盖全球各个角落，用于通信上网、自动驾驶、无人机等各种数字化场景。近地轨道是一种有限的资源，通过科技创新获得这一资源后，有利于国内很多行业的发展，将给人民生活和工作带来更大便利；也有利于“一带一路”建设，让卫星互联网覆盖所有地区，为当地居民和中国建设者提供服务。