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马斯克的“星链帝国”究竟是什么:太空中的土豆不会到处乱跑

imtoken中国版下载 2023-03-22 07:38:14

博雅小学

造福孩子一生的人文背景

讲师|吴景平

知名专业科普作家

近日,中国向联合国秘书长发出普通照会。美国太空探索技术公司SpaceX发射的星链卫星今年已两次接近中国空间站,对中国空间站宇航员的生命和健康构成威胁。出于安全考虑,中国空间站综合体曾两次对美国相关卫星实施“紧急避碰”。

您可能会发现外交照会的语言特别简洁。这到底是怎么回事?我们首先要了解一些具体的背景知识。

01

如何提高全球互联网速度?

马斯克的卫星通信网络规划

美国太空探索公司英文是SpaceX,我们国内的航天爱好者习惯称这家公司为“空叉”。 Space 表示空间,字母 X 不只是一个叉子,它是一个昵称。

Air Fork 的老板是大名鼎鼎的马斯克。他制定了一个宏伟的计划,将4.20,000颗卫星发射到太空,形成一个太空互联网。你可能会觉得奇怪,我们用手机上网很方便,为什么马斯克要自己做呢?他修补的星链计划有什么好处?

星链卫星部署后,几乎包围了整个地球

我们平时可以轻松使用5G网络,上网也很方便,但要上网离不开随处可见的手机基站。如果附近没有基站,您将无法访问 Internet。但不要忘记,地球的 70% 被海洋覆盖。

马斯克为什么发射那么多卫星

在浩瀚的海洋上建不了这么多基站,所以海上的轮船无法上网,飞机也很难上网。他们可以通过卫星上网,但是过去的卫星很不方便。要么是价格太贵马斯克为什么发射那么多卫星,要么就是网速很慢很慢。

还有很多国家的建设能力很差。他们没有像我国这样一直铺设到喜马拉雅山脚下的手机基站的能力,即使在世界之巅也能打电话。这些国家的基础设施并不完善,城外可能没有信号。在广袤的草原或沙漠中,连一个基站都没有。

所以马斯克希望建立一个卫星通信网络。也就是说,所有原本建在地面上的通信基站都将搬迁到太空。只要能抬头看天,就能轻松上网,而且速度还不错。

星链地面接收天线

02

如何开发星链?

“在太空种土豆”

如何实现这个理想?这个空间通信网络需要发射大量卫星,而且为了通信速度快、信号强,卫星不能离地面太远,星链卫星也必须分成几层不同高度。目前,大部分星链卫星在距地面约 500 公里的轨道上运行。

Musk 的猎鹰 9 号火箭功能强大且价格低廉。发射这样的卫星就像在太空中种土豆,一次一串。这枚火箭一次可以发射一百多颗星链卫星。现在已经有数千颗卫星发射到太空。未来,马斯克将继续分阶段增加卫星数量,最终将4.20000颗卫星送入太空。

每个人都了解一个基本知识,即数百公里高的太空中仍然存在非常稀薄的大气层。虽然空气阻力已经很小了,但还是有一点点。

马斯克为什么发射那么多卫星

在低轨道运行的卫星在太空中运行几年后将不可避免地脱落。所以马斯克要不断补充发射,掉下来他也要补上几个。好在他的卫星是量产的,价格也很便宜。

你可能会想,这不是一件好事吗?那么,中国为什么要向联合国提交外交照会呢?那为什么会和空叉产生矛盾呢?说白了,马斯克的两颗卫星差点撞上我们中国的空间站。说我差点撞上语言可能有点夸张。但确实很近,所以我们空间站主动避开了。

03

天宫空间站如何避险?

呼吁制定太空交通规则

根据我国提交给联合国的文件,天宫空间站运行在300多公里的高度,实际上与国际空间站的高度差不多。 Starlink 卫星通常在 500 公里以上的高度运行。

5 月中旬开始,一颗星链卫星从 500 多公里的高度坠落到 382 公里的高度。到 7 月 1 日,这颗卫星已经离中国空间站非常近。 7月1日晚,出于安全考虑,中国空间站被迫调整轨道高度,这已成为过去。没想到,10月21日,另一颗星链卫星调整轨道马斯克为什么发射那么多卫星,接近中国空间站。我们的空间站不得不再次采取紧急规避措施。

比如这种行为如果发生在高速公路上,就相当于旁边的车突然毫无预兆地开着,连转向灯都直接插在你面前。最轻的也应该被视为非法合并,罚款200元。如果造成事故,责任自负。最好检查一下司机是否喝醉了。这家伙是不是喝多了?

但这种事情在太空中无缘无故发生。太空没有交警执法,这是欺负吧?

太空碰撞是毁灭性的

其实这不是他们第一次这样做,2019年他们测试的卫星自动离轨技术差点与欧洲航天局的风神气象卫星相撞。欧洲人发邮件询问,他们坚称服务器宕机,没有收到邮件。按理说,星链卫星的轨道调整需要得到国际电联的批准,调整计划也必须通知相关国家,但SpaceX却沉默不语,不知道他们想做什么。

马斯克为什么发射那么多卫星

其实,星链卫星带来的问题,并不仅仅是不遵守太空交通规则那么简单。当系统最终完成时,需要在太空部署超过 40,000 颗卫星,导致天文学家抱怨。

04

天文摄影和望远镜吐槽:

困难的星链卫星干扰

我自己做过天文摄影,当太空中有卫星经过时,天文照片上会出现划痕。现在卫星很少。偶尔有卫星经过,一两处划痕可以处理。

40,000 多颗卫星在天空中盘旋,数千颗卫星同时飞过头顶。拍摄的照片几乎就像笼子一样。屏幕上到处都是划痕。这种照片很浪费,很难进行天文研究。

星链卫星在天文观测照片上留下的轨迹

我国12米口径的大型光学望远镜正在紧锣密鼓的筹备中,未来肯定会受到星链卫星的影响,地面上的所有大型光学望远镜都会受到严重影响。

面对天文学家的抗议,马斯克也采取了一定的改进措施。他们曾经做过一个实验,把卫星涂成黑色,看看它是否可以减少一些反射。但是这个实验失败了。涂成黑色后,会影响卫星散热,而且从地面上看还是太亮了,其实和涂上没太大区别。

Air Fork 公司也开发了遮阳板,但效果还是不太好。尽管科学家们会尽最大努力尽可能消除这种干扰,但毫无疑问,已经增加了很多工作,效果并不好。

这里只计算Starlink卫星在光波段造成的干扰,不包括无线电干扰~

马斯克为什么发射那么多卫星

我国在贵州平塘建成了500米口径的广播电台。望远镜FAST,为了避免任何无线电信号的干扰,30公里内不能有手机。如果要参观,必须保持严格的无线电静默,不能带任何电器设备,想拍照只能用老式胶卷相机拍照。

天眼真的只能在外面合影啦~土源博雅小学贵州游学团

现在好多了,地面上的无线电无声无息,天上飞过的卫星那么多,密密麻麻的根本躲不开。这是个大麻烦。之后的观察结果会怎样?

马斯克的想法不错。毕竟在太空中建一个便宜又方便的网络是好事,但马斯克却不得不为由此带来的麻烦负责。

现在想要建立太空卫星通信网络的国家和公司比马斯克还多。未来会带来什么样的负面影响,确实需要慎重考虑。

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