小火箭出品
本文作者：邢强博士
终于，SpaceX公司从2015年就开始撩拨大家的天基互联网星座还是开始搭建了。
公元2018年2月22日，协调世界时14点17分00秒，一枚猎鹰9号运载火箭B1038.2从美国范登堡空军基地SLC-4E工位成功点火（见上图），随后将西班牙的一颗合成孔径雷达军用对地观测卫星送入预定轨道。
随上图这颗由空中客车公司研制的军星一起进入太空的，就是SpaceX公司第一批自主研发的卫星：
MICROSAT-2A和MICROSAT-2B，也就是涉及到1.2万颗卫星的庞大的卫星星座的2颗技术验证先导星。
星链
小火箭在这里先对星链计划的logo设计团队点个赞。从这个标志中象征地球的类似笑脸的大弧线和代表卫星轨道的一根细弧线的比例来看，这个设计团队是应该是懂轨道动力学的。
这是小火箭根据星链计划的轨道参数做的一条轨道，通过和上上图的对比可以发现，SpaceX的logo还是蛮用心的。
星链计划是对SpaceX公司的starlink计划的直译，顾名思义，就是借助卫星的链接计划。
用一句话来总结这个计划就是：
通过一个由太空中能够相互链接的卫星组成的星座为全球提供5G级别的高速互联网服务。
这里的链接，指的是星地互联和星星互联。结合目前遍布全球的地面互联网基础设施和未来以高空气球和无人机为代表的中继平台，覆盖全球且速度超快的网络成为了很多人的梦想。
说起5G，小火箭觉得需要多说两句。
通过一个由太空中能够相互链接的卫星组成的星座为全球提供5G级别的高速互联网服务。
这句话中，小火箭之所以用5G级别而不用5G这个词本身，还是一个技术标准的问题。
5G通信，这里的G是Generation的缩写。因此，顾名思义5G通信就是5th Generation 通信，也就是第5代通信的意思。
2017年12月21日，国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。这是全球第一个可商用部署的5G标准。这一标准比原计划提前了六个月完成。标志着5G这个术语从学术探讨阶段开始尝试步入商业运营阶段。
我们日常的手机移动通信采用的是4G或者3G、2G标准。
实际上，5G的正式的完整的标准化还需要一定的时间来完善。
目前来说，从用户体验的角度来看，5G有如下五个特征：
以10Gbps的传输速率同时支持数万用户；
支持数十万的并发连接以便支撑大规模物联网；
频谱效率比4G大幅提升；
覆盖率比4G有所提高；
延迟时间显著减少。
从频率和硬件的角度来看，5G通信开始向毫米波进军了。相较于4G采用的700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等频段，5G添加了28GHz的频段，该频段与毫米波（波长为1mm到10mm之间）的频段（30GHz到300GHZ之间）已经非常接近了。
以往，在很长一段时间，毫米波是军用雷达的专属领域。上图为配备了长弓毫米波雷达的长弓阿帕奇武装直升机。
而以往大量应用在卫星上的氮化镓和砷化镓材料也会出现在5G系统中。
SpaceX公司在2015年1月份提出的星链计划，基本上就是依赖大量低轨运行的高通量卫星组成的星座来提供这样的5G级别的天基互联网服务。
按照5G现在的技术判断，其网络传输速度将会是4G的近百倍。在5G网络中，下载一部1个G的高清电影，仅需10秒。
SpaceX公司的星链计划准备这样搭建，基本上分三步走：
第一步：用1600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。
小火箭风格：这1600颗卫星分布在32条轨道上，每条轨道50颗卫星。
轨道高度1150公里，轨道倾角53°。
第二步：用2825颗卫星完成全球组网。
小火箭风格：这2825颗卫星分为4组。
第1组由1600颗卫星组成，布于32条轨道上，每条轨道50颗，轨道高度为1110公里，轨道倾角为53.8°；
第2组由400颗卫星组成，分布在8条轨道上，每条轨道50颗，轨道高度1130公里，轨道倾角为74°；
第3组由375颗卫星组成，分布在5条轨道上，每条轨道75颗，轨道高度1275公里，轨道倾角为81°；
第4组由450颗卫星组成，分布在6条轨道上，每条轨道75颗，轨道高度1325公里，轨道倾角为70°。
前两步的卫星总数量为4425颗，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：用7518颗卫星组成更为激进的低轨星座。
这些卫星的运行轨道比第一步和第二步的4425颗卫星的1110公里到1325公里轨道高度要更低，为340公里高度附近。
而且，第三步的7518颗卫星将工作在V波段。这个波段就是妥妥的毫米波了。V波段的频率为40GHz到75GHz之间，对应的波长就是7.5毫米到4毫米之间。
星链计划的三步走完成后，就在近地轨道组成了两层庞大的卫星星座，内层340公里轨道高度的7518颗卫星与外层的1000多公里轨道高度的4425颗卫星组成的11943颗卫星星座占据了上图的黄色区域，与传统的地球静止轨道的红色区域形成了较为鲜明的对比。
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