人类居住在地球上，地球是人类的摇篮，人类终将长大，离开自己的摇篮，奔向另外的天体。

——康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基

“星链”（Starlink）计划是 SpaceX 推出的一项通过近地轨道卫星群，提供覆盖全球的高速互联网无线微波接入的项目，其初衷是为了在全球范围内提供网络服务，尤其是目前网络不可及的偏远地区。该项目将在2019年至2024年间在太空搭建一个由12000颗卫星组成的网络，其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，最终将使所有卫星连成构建一个巨型 3 层卫星网络，目标是为整个地球（包括南极）全天候提供高速低成本卫星互联网。根据 SpaceX 在去年 10 月份提交给 FCC(美国联邦通信委员会) 的备案，他们准备在现有基础之上，额外再发射 3 万颗卫星，最终总数目达到 42000 颗。当 42000 颗卫星全部升空之后，不论是南北极还是珠峰，都能享受到高速的互联网服务。

并非每一个敢于做梦的人都会成功

其实，星链计划并未第一家想将互联网送上太空的卫星项目。铱星系统是美国摩托罗拉公司于1987年提出并设计的全球移动通信系统，计划是由77个低轨道卫星组成的铱星卫星系统。由于金属元素铱原子核外有 77 个电子围绕，这项计划就被称为了铱星计划。但后来经过计算6条轨道就已经足够，卫星的总数只达到了 66 个。铱星系统于1998年11月1日正式投入使用。美国副总统阿尔-戈尔特别支持该项目，并在美国玫瑰园首次用铱星卫星电话与白宫通话。

仅在上市15个月后，这家耗资50亿美元的铱公司就因成本过于昂贵且用户不足而宣布破产，其商业服务也因此终止。由于找不到买家，在接下来的两年中，66颗卫星一个接一个地进入了“脱轨自焚”程序，铱星计划黯然落幕。

但是只有敢于追梦的人才会把梦带进现实

“星链”Starlink把移动互联网从地面上拓展到太空中，这并非一件易事。

星链计划的通信过程

卫星互联网服务尽管已经存在多年。其中，HughesNet或Viasat等提供商就早已能为用户提供互联网连接。其实，每一颗卫星，实际就是一个无线接入的基站，是一个无线的路由器。当您尝试访问一个网站时，来自您计算机的请求会从您的路由器发送到您的卫星天线，然后将其发送到卫星。卫星将该请求传递给定位网站服务器的地面站，获取相关数据，然后将其发送回卫星，后者通过您的天线和路由器将其发送给您。

而星链计划主要是解决了慢速卫星互联网的难题。Starlink与现有卫星互联网提供商的不同之处在于其卫星轨道。其他公司使用地球静止轨道上的卫星，通常距离用户约 35,000 公里。这些卫星的覆盖范围很广，但它们的互联网连接速度很慢并且延迟很高。

为了以最小的延迟传输更多数据，Starlink 卫星仅在地球表面上方约 340 英里（550 公里）的轨道上运行，这比传统卫星低得多，传输时延大大降低。同时，Starlink在计划使用激光通信，未来能让卫星以光速直接相互通信，这在太空真空中比在光缆中更快。因此，Starlink 可用于视频通话和在线游戏等挑战当前太空互联网提供商的事物。最终，Starlink 有望为用户在大多数位置提供 100 Mb/s 和 200 Mb/s 之间的下载速度和低至 20ms 的延迟。世界各地的人们都在使用 Starlink 在自然灾害期间获得教育、医疗服务甚至通信支持。

而一个好的愿望，是需要一个完美的计划和设计才会得以实现。

用于电视之类的通信卫星使用更高的轨道。这是因为坐在离地球相对较远的地方会使它们在更大的地理区域内对卫星天线“可见”。但由于 Starlink 的轨道更近，可见的范围大大缩小。因此，该网络需要数千颗卫星才能同时提供全球覆盖。

Starlink的星座构成是怎么样的？星链”计划星座拟由4409颗分布在550～1300千米左右的LEO（低地球轨道）星座和7518颗分布在340千米左右的VLEO（极低地球轨道）星座构成，组网卫星总数达到11927颗。整个星座的搭建基本上分三步走，第一步是用1584颗卫星完成初步覆盖，其中，前800颗卫星满足美国、加拿大和波多黎各等国的天基高速互联网的需求；第二步是用2825颗卫星完成全球组网；第三步用7518颗卫星组成更为激进的低轨星座。前两步的卫星总数量为4409颗，位于LEO轨道，这些卫星工作在较为传统的Ka波段和Ku波段，力争以量取胜。第三步的7518颗卫星位于VLEO轨道，将工作在V波段。到2020年，总共约360颗卫星在轨就能覆盖美国和加拿大的大部分地区，如果实现全球覆盖则需要24次发射。

星链卫星的全球分布情况（source: satellitemap.space）

Starlink 的航天器比传统卫星要小得多，每颗仅重250 千克。有些人甚至将它们称为飞行路由器。2022年4月共实施了6次发射，截止到5月22日，在轨总数2495颗（satellitemap.space）。而这些“优化”的设计也在无形之中带来了更多新的问题和挑战。

而计划和设计除了实现梦想，还会带走我们的摇篮。

 “星链”不仅能用于提供互联网服务，还有着广阔的军事应用前景，其低轨通信星座能够让战场高清画面以近乎实时的方式进行传输，甚至不排除利用数量和成本优势对他国卫星实施攻击的可能。

宇航员的生命安全与太空碎片息息相关

随着各个国家太空活动的增加，近地轨道的航天器日益增多。据统计，在地球轨道中执行飞行任务的卫星已高达4000颗，被星链卫星占据的近地轨道变得拥挤，这增加了卫星碰撞的危险性。其中，星链卫星接近航天器，引发碰撞威胁的时间已高达1600起，占据全部航天器碰撞时间的一半数量。在2021年7月和10月也发生两起接近中国空间站事件，中国空间站已紧急采取避碰措施，一旦相撞后果不堪设想。据报道，星链计划已有26颗在轨卫星其实已经失去了控制。未来，越来越多的星链卫星也为日益严重的太空安全环境带来更多不稳定因素。

星链卫星运行轨道同样位于国际空间站下方。严密包裹住地球的星链卫星，将使向国际空间站运送补给和航天员的飞船发射任务变得更复杂。许多航天专家担心随着星链卫星数量越来越多，每次航天发射都需要预先协调“星链”卫星让出通道，这给寻找安全的发射时间窗口机会带来更大的困难，尤其是那些紧急发射任务。

另外，“星链”计划中大型卫星星座进入地球轨道让很多天文学家忧心忡忡。较低的轨道让Starlink 卫星在夜空十分明亮，这将对地面和天基天文学研究产生重大不利影响，包括卫星反光可能严重干扰光学和近红外观测、卫星通信波段电磁辐射对射电天文观测造成污染、卫星与天基天文台发生碰撞等。当首批60颗“星链”卫星送入轨道后，世界各地的天文观测者都看到了这些卫星排队围绕地球飞行、熠熠闪光的盛况。

最后，Starlink 的另一个缺点是容易受到空间天气的影响。由于太阳风暴引起的地磁暴影响，该公司2月3日发射升空的约40颗“星链”卫星已经或即将偏离近地轨道，掉入大气层焚毁。某些时候，数以千计的小卫星已经成为太空垃圾和太空碎片潜在的主要贡献者。

人类未来可能会凭借先进的太空技术走出“地球”的摇篮，也有可能因为这些先进的计划，还未长大的人类已经失去“地球”这个摇篮。