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星链互联网的目标是找到干扰天文观测解决方案?

2020年08月14日 14:11 次阅读

昨日下午,美国太空探索技术公司 SpaceX 成功发射了第七批 60 颗星链(Starlink)卫星,猎鹰 9 号从佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心的 39A 发射架(LC-39A)升空,这些低地轨道卫星将为该公司覆盖全球的高带宽太空互联网提供连接。

此次发射后,SpaceX 入轨卫星总数达到 422 颗,尽管该公司计划很快让其中的两颗(原型卫星)脱轨。

星链互联网的目标是找到干扰天文观测解决方案?

SpaceX 已经是现存最大的私人卫星运营商,而且领先优势还在不断增加。尽管面临全球新型冠状病毒疫情危机,但 SpaceX 还是设法保持了星链发射的频繁步伐,上次发射是在 3 月 18 日完成。自今年年初以来,SpaceX 总共进行了四次星链卫星发射任务,而我们进入 2020 年只有短短四个月的时间。

SpaceX 有充分的理由想要保持这种发射频率,毕竟每次发射都使其更接近最终推出星链互联网宽带服务的目标,这些卫星将为该服务提供网络基础。SpaceX 希望该网络能在今年晚些时候覆盖加拿大和美国北部,由于其工作方式,小型卫星的轨道比传统的地球静止互联网卫星更接近地球,并在经过覆盖区域时相互切换连接,它们需要大量的卫星来为消费者和企业提供稳定、可靠、低延迟的网络接入服务。

星链互联网的目标是在明年将其服务扩展到全球客户,这将需要更多的发射和卫星入轨。最终,该公司提交的文件显示,它可能会发射 12000 至 42000 颗小卫星,以根据需求和性能将网络建设到最终状态。

SpaceX 的最新发射还包括对使用过的猎鹰 9 号火箭助推器的回收尝试,该助推器曾在 SpaceX 载人龙飞船的 Demo-1 演示任务中飞行过,并在 2019 年发射过两次。助推器按计划降落在 SpaceX 的无人回收船上,在今年早些时候几次猎鹰 9 号火箭助推器着陆出错后,这标志着该公司回收行动恢复常态。

SpaceX 还将试图回收发射期间用来保护星链卫星有效载荷的整流罩,但不会通过降落伞减速而落回地球时使用网来捕捉它们。取而代之的是,SpaceX 将寻求把整流罩从水中捞出来。该公司正寻求更频繁地重复使用整流罩,用网捕获过程使其更容易翻新以供再次使用。这是另一项节约成本的措施,因为 SpaceX 正在继续努力实现其目前正在开发的星舰飞船运载火箭的完全可重用性。

找到干扰天文观测解决方案

每次星链卫星发射都会重新引发关于越来越多的低地轨道小卫星对夜空能见度和科学研究影响的讨论,SpaceX 表示正在做出改变,试图解决这些担忧。SpaceX 首席执行官兼创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)详细介绍了该公司正在采取的诸多措施,以解决有关其星链卫星干扰地面夜空观测的投诉。

这些卫星会在夜间发光,可以在天文摄影中以光流的形式出现。天文学家认为,它们会通过地面望远镜和天文台干扰恒星观测和研究。

SpaceX 之前曾讨论过测试将星链卫星面向地球的一面涂成黑色,以降低它们的反射率,但这种泡沫方法听起来似乎更可行。最终,SpaceX 预计将发射数千颗这样的小卫星,所以围绕它们对科学观测的影响的争议不太可能很快发生,除非其中有些措施确实显著改变了它们的夜间能见度。

找到火箭发动机故障原因

马斯克解释了上次星链卫星发射过程中火箭发动机故障的原因。SpaceX 猎鹰 9 号火箭的第一级上使用了 9 个梅林发动机,即使其中一个停止工作也可以正常运行。在 3 月 18 日的发射过程中,的确有一个发动机在上升阶段停止了工作。发动机故障并没有影响随后按计划部署的 60 颗星链卫星,但它确实促使 SpaceX 对原因进行了调查。

马斯克说,梅林发动机失败的原因是“少量异丙醇(清洗液)被困在传感器上,并在飞行中点燃。”异丙醇是无菌环境中常用的清洁和消毒剂,也可以作为消费者使用的外敷酒精在柜台上买到。根据马斯克的解释,听起来像是梅林发动机的清洗液有些不小心被困在压力阀的传感器外壳里,然后引擎被启动时起火。这可能不足以损坏发动机,但却会通知传感器热量水平超过了可接受的极限,导致了其关闭。

鉴于美国宇航局(NASA)和 SpaceX 已经宣布了载人龙飞船 Demo-2 任务的正式日期,该机构似乎已经确认了 SpaceX 的调查结果,并接受其解释。

申请改变星链互联网设计

在发射了第七批 60 颗星链卫星的同时,SpaceX 向监管部门联邦通信委员会(FCC)提交了最新申请,希望改变星链互联网架构设计,提议在较低轨道上运行比 FCC 之前授权的更多卫星。

星链互联网的第一阶段将包括 1584 颗卫星,在地球上空 550 公里的轨道上运行。SpaceX 计划在今年年底之前发射这部分卫星,这在 SpaceX 的申请中保持不变。

SpaceX 此前获得了 FCC 的监管批准,可以在 1110 公里至 1325 公里的更高轨道上运行另外 2825 颗卫星。这项修改覆盖了 4408 颗星链卫星,比之前架构下设想的 SpaceX 少了一颗。较低海拔将使卫星更接近星链互联网的消费者,并允许该网络“为没有服务和服务不足的美国人提供低延迟宽带,与以前仅在城市地区提供的服务相当”。

在较低轨道上飞行的星链卫星将有助于确保它们在发生故障情况下以更短的时间重新进入大气层。这些卫星将以更低的功率水平广播信号,因为它们离地球更近。SpaceX 表示,这将使星链卫星能够遵守限制,以减少对其他卫星和地面无线网络的无线电干扰。

在较低的高度,星链卫星将在太空交通较为繁忙的地区飞行。SpaceX 表示,其星链卫星可以进行机动,以避免与轨道上的其他物体相撞,并且它还发布了星链卫星的轨道数据,这样其他运营商也可以进行规避机动。
       责任编辑:pj

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