猎户座前方的卫星

猎户座前方的卫星

ByNASA中文

2021年06月01日 Satellites over Orion Image Credit: Amir H. Abolfath Explanation: What are those streaks across Orion? They are reflections of sunlight from numerous Earth-orbiting satellites. Appearing by eye as a series of successive points floating across a twilight sky, the increasing number of communications satellites, including SpaceX Starlink satellites, are causing concern among many astronomers. On the positive side, Starlink and similar constellations make the post-sunset sky more dynamic, satellite-based global communications faster, and help provide digital services to currently underserved rural areas. On the negative side, though, these low Earth-orbit satellites make some deep astronomical imaging programs more difficult, in particular observing programs that need images taken just after sunset and just before dawn. Planned future satellite arrays that function in higher orbits may…

SpaceX包裹整个地球的星链计划进展如何？

SpaceX包裹整个地球的星链计划进展如何？

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星链任务。 图片来源：NASA太空飞行（NASASpaceflight） 北京时间6月4日上午9:25，SpaceX又发射了一批星链（Starlink）互联网卫星，让我们头顶上的星链卫星总数达到了482，向SpaceX的1584颗卫星部署目标又迈进了一步。而这还只是疯狂卫星部署的第一步，接下来SpaceX将构建包含4400颗卫星的Ku/ Ka波段网络。 星链卫星部署得如何了？ 加上6月4日的这次发射，SpaceX已经成功执行了7次星链v1.0任务，每次打包发射60颗卫星，加上最开始的2颗测试卫星和v0.9任务中的60颗卫星，目前为止SpaceX总共发射了482颗星链卫星。 其中有少数卫星在轨道上遇到了问题，到目前为止，有3颗正在积极地脱离轨道，SpaceX在提交联邦通信委员会（Federal CommunicationsCommission，FCC）的文件中指出，另外还有6颗在开始升入轨道后出现了推进问题。因此，前6次v1.0任务的360颗星链卫星中，只有大约350颗功能性卫星能为客户提供服务，并非所有的卫星都已经到达了相应的运行位置。 对于现阶段而言，每批发射的60颗卫星都将填充三个不同的平面，每个平面上部署20颗卫星，平面与赤道间的夹角为20度。一旦360颗卫星最终能以18个平面的形式部署到位，SpaceX就应该能够在美国北部对卫星系统进行连续测试。 一颗卫星从发射直至到达相应的运行位置，大约需要花上四个月的时间，因此，SpaceX似乎决定通过6月4日这第7批60颗卫星的发射，来稍稍加速我们头顶上第18个卫星平面的填充过程。 在接下来的几年里，后续的星链卫星发射将在现有的卫星平面之间创建更多的平面，直到平面的数量达到72，平面间的夹角变成5度。 这张动图显示了自2020年1月1日以来，星链卫星运行到相应轨道平面的部署情况。 图片来源：本·克拉多克（Ben Craddock）/NASA太空飞行 在最近接受《航空周刊》（Aviation Week）的采访时，SpaceX总裁格温妮·肖特韦尔（GwynneShotwell）表示，他们计划在今年开始对卫星网络进行beta测试，并希望在公开推广星链卫星服务之前完成大约14批卫星发射。这一计划可使星链服务最早于2021年初开始启动，具体取决于接下来星链任务的发射速度。 在国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）最近的一份文件中，SpaceX制定了一项非常激进的星链卫星部署计划表，在5月至9月这4个月的时间内要进行13次发射。但目前而言，鉴于某些阻碍因素的影响，例如天气、射程协调、助推器恢复操作以及助推器整修，计划的发射节奏受到了影响，相应的发射间隔可能会有所增加。 由于上述原因，计划表中的首次发射，也就是北京时间6月4日在佛罗里达州这次发射已经推迟了近一个月。不论这些发射最终要花费的时间有多长，肖特韦尔女士的评论都表明，SpaceX认为卫星生产不会成为近期部署的限制因素。 发射计划表中有一个有趣的特征，那就是在如此疯狂密集发射之后的4个月里，将只会有一次后续发射，再之后的发射频率则是每月2次，最终完成卫星星座最初的1584颗卫星部署目标。在部署过程中的“短暂休息”期间，SpaceX可以选择对发射的卫星进行改动，例如添加此前提到过的星间光链路（Optical Inter-Satellite Links，OISLs），星间光链路将于2020年晚些时候首次亮相。 地面组件：网关和用户终端 现在，SpaceX已经在美国申请了一共27个Ka频段网关（地面站），过去6周申请的新网关所处的位置包括阿拉斯加、加利福尼亚州、佛罗里达州、密歇根州、北达科他州（2个），俄克拉荷马州和德克萨斯州。目前尚不清楚阿拉斯加北海岸的网关将如何进行使用，SpaceX可能会在更具挑战性的地区抢先建立网关。 如果SpaceX能够获得相应的运营许可，新建的网关还可以覆盖加拿大南部和墨西哥北部的大部分地区。加拿大通信管理局网站上的最新通知显示，SpaceX已开始在加拿大寻求建设网关的许可了。 SpaceX向联邦通信委员会提交的Ka波段网关站的位置。 地图来源：NASA太空飞行的论坛成员休米（Hummy） 交互式谷歌地图访问地址：https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?mid=1H1x8jZs8vfjy60TvKgpbYs_grargieVw&ll=40.47443654110696%2C-94.52841471875001&z=5 在接受《航空周刊》的采访时，SpaceX首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）说，星链所面临的最大挑战不是卫星制造，而是如何降低用户终端的成本，包括终端安装以及5-10年使用的支持。马斯克说，SpaceX可能要花费几年的时间才能解决这些问题。这与大多数记者、分析师和卫星行业高管关于近地轨道卫星星座（Low Earth orbit Satellite Constellations）的说法相吻合。 现有的相位阵列天线（phased array antennas）价格非常高昂，难以用于为个体家庭提供服务。新的卫星星座如果要为普通消费者提供服务，用户终端必须价格低廉、易于使用。SpaceX正在努力开发一种19英寸相位阵列用户终端，马斯克将其描述为“类似于小棍上的UFO”（a UFO on a stick）。 2020年6月2日，Tape Ark的首席执行官盖·福尔摩斯（Guy Holmes）发表了一次演讲，他一直在探索星链卫星的用途，希望能借此帮助勘探石油和天然气。演讲中用到的演示文稿是在星链销售工程师杰米·哈登（Jamie Hadden）的帮助下编写的，哈登最初计划参与这一项目。 福尔摩斯说，相位阵列用户终端的星链性能预计将达到100兆比特每秒（Mbps）的向下传输速度，和40 Mbps的向上传输速度，像研究船（调查船）这样的用户如果可以使用双抛物面天线跟踪卫星，那么相应的传输速度就可能达到1千兆比特每秒（Gbps）左右。2019年的时候，哈登曾向内布拉斯加州农村宽带工作组（Nebraska Rural Broadband Task Force）提交过一份文件，其中提到的传输速率正是100 / 40Mbps。福尔摩斯还提到了SpaceX的一项由50名工程师团队参与的测试，测试中工程师给他们的家庭成员试用了用户终端，并让他们连接到了星链网络。 星链星座在未来有什么计划？ 完成最初部署之后，SpaceX将继续构建由4400颗卫星组成的Ku / Ka波段星座的余下卫星，下一步可能从增加更高纬度的轨道卫星平面开始。SpaceX还拥有联邦通信委员会批准的另一个星座计划，涉及的卫星数量大约为7000颗，位置处于较低的近地轨道，这些卫星将以V波段频率进行通信。（V波段频率也可能在后续被添加到原始的4400卫星中。） 在过去的两个月中，SpaceX已请求对现有计划的4400卫星星座进行修改，除此之外还申请了更大的第二代卫星星座。 上图是一张卫星的轨道平面可视化图像，左边表示的是初始包含了1584颗卫星的星链计划部署情况，右边表示的是完整的4408颗卫星Ku / Ka波段卫星星座。 图片设计：托马斯·麦克劳克林（Thomas McLaughlin）/ NASA太空飞行 2020年4月17日，SpaceX向联邦通信委员会提交了星链卫星星座布局的进一步修改请求。在2018年的修改版中，SpaceX降低了初始卫星网络的整体高度，而现在，SpaceX则希望可以将余下的Ku / Ka波段卫星从先前1100至1300千米的高度降低到540至570 千米的新高度；除此之外，SpaceX还要求更改这些卫星轨道平面的倾斜角度和结构。 为了能给更高纬度的区域提供服务，SpaceX当前的许可包括多个卫星组，它们的倾斜度分别为70、74和81度，新的许可申请希望能再加一个倾斜角度为70度的卫星组，并增加一个97.6度倾角的新卫星组。对于那些发射进入太阳同步轨道（Sun-synchronous orbit，SSO）轨道运行的卫星，倾斜角97.6度、海拔560 千米的这组新卫星将能提供发射共享机会。 为了提高极地服务的覆盖范围，SpaceX还申请允许高倾角卫星与高纬度网关之间的通信能以与地平线高出5度的小角度进行，而低纬度的最小角度则为25度。 2020年5月26日，SpaceX向美国联邦通信委员会提交了第二代卫星星座的申请，第二代星座最多可容纳30000颗星链卫星，这些卫星的通信频率将为Ku、Ka和E波段。在新的星际飞船（Starship）运载火箭可投入使用，且SpaceX拥有大量的卫星系统客户之前，发射如此大数量的卫星将是不切实际的，但是这种预先计划的好处在于，如果SpaceX未来希望进行其他的卫星部署扩展，他们将能非常容易地推进下去。在这个时候提交申请，是为了在联邦通信委员会的截止日期之前协调某些频率的新卫星申请，而不一定意味着SpaceX就会立即采取相应的发射部署行动。 早期的星链卫星现在怎么样了？ 在星链计划的早期，SpaceX曾用开发版本的卫星进行了两次测试发射。第一次测试中发射了两颗Tintin卫星，这两颗卫星在设计上与当前的星链卫星几乎没有什么相似的地方，但对于检查各个子系统的性能却十分有用。Tintin A和Tintin B号卫星目前正处于脱离轨道的过程中。 第二次测试发射包含了60颗星链v0.9卫星，它们测试了新卫星的发射航线和部署方法，但在结构上缺少部分通信负载。 目前还不清楚该用什么方法将这些测试卫星用作星座的一部分，而且在最近向国际电信联盟提交的文件中，SpaceX也还没有将它们列为星链卫星星座的一部分。最近，这些测试卫星已经开始降低它们的轨道了。 参考来源： https://www.nasaspaceflight.com/2020/06/evaluating-spacexs-starlink-push/

第三批星链卫星成功部署

第三批星链卫星成功部署

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Credit:SpaceX 北京时间1月7日10时19分，SpaceX在卡角空军基地SLC-40发射平台，使用猎鹰9号成功发射了第三批60颗星链卫星，部署到距离地球约290公里的轨道上。在猎鹰9号升空8分钟后，SpaceX在当然我依然爱你的海上驳船上成功回收了猎鹰9号一级火箭。接下来的1至4个月，星链卫星将通过推进器提升轨道高度至550公里。 四手火箭 Credit：SpaceX 这枚猎鹰9号一级火箭（B1049.4）先前曾三次执行过发射任务，分别是Starlink 任务， Iridium-8 任务，以及 Telstar 18 VANTAGE任务，这是它的第四次发射，并且成功进行了回收。这次任务是SpaceX公司第48次成功回收轨道级火箭。 SpaceX成为拥有卫星数量最多的公司  Credit：SpaceX SpaceX成功部署第三批60颗星链卫星，目前星链卫星在轨数量达到了180颗，这使得SpaceX成为数量排名第一的卫星运营商，领先约150颗的星球实验室（Planet Labs）。 Credit：Starlink 星链卫星是SpaceX正在部署的一种低延迟，宽带互联网系统。SpaceX计划于2020年在美国北部和加拿大地区提供服务，到2021年迅速覆盖近乎全球人口。 每个星链卫星重约260千克，有4个强大的相控阵天线，有一块太阳能板阵列，配备了由氪提供动力的高效离子推进器，能使卫星变轨，定制的内部导航传感器，可以知道卫星的姿态，还使用了美国国防部碎片跟踪系统，能够自动避免与空间碎片以及其他航天器相撞。 另外星链卫星在寿命结束时，卫星会在几个月内利用星载推进系统自行脱轨，假如推进系统失效，因为是近地轨道，卫星也会在1至5年内在地球大气层中燃烧。 参考： [1]https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starlink_media_kit_jan2020.pdf [2]https://www.space.com/spacex-starlink-2-satellites-night-sky-visibility.html

马斯克的星链卫星，会将原本浪漫的星空毁于一旦？

马斯克的星链卫星，会将原本浪漫的星空毁于一旦？

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澳大利亚凯恩斯出现不明飞行物、荷兰莱顿夜空中出现一串光点、美国西雅图闪烁怪异的光芒，发生了什么？ 在发射后约22.5小时，星链卫星列队经过荷兰莱顿上空。 版权：马克罗•朗布鲁克（Marco Langbroek）, 荷兰莱顿 北京时间5月24日上午10:30，埃隆•马斯克（Elon Musk）的SpaceX成功发射了60颗星链（Starlink）卫星，一时间引起了全球人民的关注。这一批星链卫星实际上是下一代卫星网络的一部分，目的是为世界提供更好更快的互联网服务，特别是为那些无法连接到互联网的人们提供可靠而低价的服务。 高性能的互联网服务听起来非常的鼓动人心，马斯克也宣称将在近地轨道（low Earth orbit，LEO）部署约1.2万颗卫星；但这样一批数量庞大的卫星舰队，除了会影响我们的互联网使用，也会永久改变我们仰望天空时的景象。 不久的将来，我们会因城市灯光和各国卫星而失去美轮美奂的星空吗？ 版权：Greg Rakozy on Unsplash [rml_read_more] 雄心勃勃的星链任务 星链是一次雄心勃勃的计划，利用近地轨道（距离地面高度约500公里）的卫星来为全球提供互联网服务。 这和之前大多数通讯卫星（Communications Satellite，CS）不尽相同，大部分通信卫星都是体型较大的独立卫星，位于较高的地球同步轨道（geosynchronous orbit，GSO）上，也就是它们一直待在地球赤道上方（距离地面高度3.6万公里以上）一处明确固定的位置。 与地球同步轨道上的卫星进行通信时，通常需要使用卫星天线，也就是在居民楼侧面常见的那种天线；相比之下，与近地轨道的卫星通信时，由于卫星距离我们要近得多，因而不需要如此庞大笨重设备的辅助。 但是，近地轨道卫星以极快的速度绕着满世界跑，它们能捕获到的只有下方的一小片区域，如果要让卫星信号覆盖全球，就需要千千万万个这样的的卫星。20世纪90年代的时候，铱星卫星网络（Iridium satellite network， 1993年7月29日至11月1日由摩托罗拉以固定价格合同开发）就采取了这种方式，用数十颗卫星为全球提供电话和数据服务。 星链计划的野心要比铱星卫星网络大得多：第一阶段计划发射的卫星数量为1 600颗，到2020年代中期，这一数字将增加到12 000。这是什么概念呢？目前有纪录的地球轨道卫星大约有18 000颗，其中正常运转的大约有2 000颗，也就是到2020年代中期，地球轨道卫星的总数将会增加三分之二，有效运转的卫星则会增加6倍。 夜空中的漫漫“星光” 在傍晚的时候我们时常能看到卫星划过晴空，事实上，全球有上千个地方都能看到国际空间站（International Space Station）划过头顶的天空，因为国际空间站已经一跃成为天空中第三明亮的物体。而目睹这架“快速移动的飞机”从头顶飞过，并且知道有人生活在那片遥远的光里，甚至让人有点莫名的小激动。 但是，星链并不在这种让人“小激动”的范围内。 上周，第一批的60颗卫星在SpaceX的猎鹰9号运载火箭（Falcon 9）的托运下成功升空，如一串闪闪发光的珍珠项链遨游在夜空里。地面之上，有一部分人知道这串光点的真实身份，但也有一些人惊呼UFO来了；或许，你今晚也能有幸目睹夜空中这种神奇的景象（查询最佳观看时间地点，请戳：https://www.n2yo.com/passes/?s=74001）。 如果在未来，全部的卫星都成功发射到近地轨道，就会有数百条这样的星链出现在天空上，在任意特定的时间段都能被地面上的人们观测到。如果这真如最初报告中所说的，星链是肉眼可见的，那么这些卫星的数量将超过原本天空里肉眼可见的自然恒星数量，到那时，随处可见的“浪漫繁星”或许会让人忧心忡忡。 马斯克的推文并没有让天文学家的担忧得到一丝丝减轻： “在夜间，卫星的确明显的肉眼可见，尤其是在黎明前和日落后的几个小时里，因为在那时它们的高度足以被太阳照到，而实际上空间站的人工照明则与它的可见度无关。” 来源：Twitter @Alex_Parker 在南北两极的区域，包括加拿大和北欧在内，夏季的整个夜晚近地轨道卫星都会被太阳光照亮。 你可能无法想象，但天空中肉眼可见的卫星如果有数以百计之多，绝对不会是一件让人心向神往的事，而会是一场全所未有的灾难：这些闪光的卫星将会彻底毁掉我们的观星体验，抬头仰望的星空将会变成一种拥挤不堪甚至密集恐惧的可怕图景；它们还会污染原本自然的天文学图像，留下一条条“完美无瑕的星星之链”。 在智利，有一台地基大口径全天巡视望远镜（Large Synoptic Survey Telescope，LSST），镜面直径长达8.4米，配备了3 200 像素的相机，价值4.66亿美元，目的是在2020年代中期每三天拍摄一次全天空。 星链的完整星座计划一旦完成，这台望远镜拍到的很多图片都会出现星链卫星的身影，较长的曝光时间则会出现数十条恼人的星链。 来源：Twitter @ Jonathan McDowell 我们的星空还有救吗？ 还有没有乐观一点的可能呢？有，也没有。 作为企业家兼科学狂人，马斯克已经创造了一系列惊人的技术，例如SpaceX的猎鹰运载火箭和特斯拉汽车，但是他在某些其他项目上也让人大失所望，例如超级高铁公司（Hyperloop）的隧道运输计划（tunnel transport plan）。 虽然星链已经在推特上引发了激烈的争论，但至少就目前而言，相比马斯克最终的1.2万颗卫星目标，他还差了11 940颗呢。 除此之外，最初的报告可能高估了星链卫星在夜空中的亮度，毕竟多颗卫星聚集在一起的效果与每颗卫星分开的景象可能大不相同。 虽然有些报道指出，想要看到单个的卫星，人们必须使用双筒望远镜；但平民科学家项目Galaxy Zoo的威廉•（William Keel）则说，星链卫星会一闪一闪地发光，在某些瞬间亮度会比所有的自然恒星都高。 如果说单个卫星的光太微弱，肉眼难以观察，那么至少天空的自然奇观还能得到保护；但对专业的天文学家而言，他们就不得不为研究未来斑驳陆离天空做好心理准备，他们大概并不很期待满是星链的夜空。 参考： [1]https://vimeo.com/338361997 [2]https://theconversation.com/supermassive-black-holes-weve-spotted-signs-of-mergers-that-may-finally-help-us-prove-they-exist-105438 [3]https://www.spacex.com/news/2019/05/24/starlink-mission [4]https://www.space.com/spacex-starlink-satellites-launch-just-beginning.html [5]https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starlink_press_kit.pdf [6]https://spotthestation.nasa.gov/ [7]https://www.lsst.org/

SpaceX成功发射首批60颗星链卫星

SpaceX成功发射首批60颗星链卫星

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来源：SpaceX 北京时间今天10时30分，SpaceX在卡角空军基地SLC-40发射平台，使用猎鹰9号火箭成功发射了首批60颗星链卫星。 期间整流罩抛罩，星箭分离，猎鹰9号一级火箭成功着陆在当然我依然爱你的海上驳船，另外这是一枚三手火箭，且成功回收，目前60颗星链卫星已经成功部署。 升空大约1小时2分钟后，星链卫星将部署在大约440千米的高空，然后机载推进器将其推进至550千米的工作轨道。 关于星链（Starlink) 星链是SpaceX正在实施的一个卫星星座建设，计划由11943颗卫星组成，旨在为世界各地提供低成本，高性能的互联网接入服务。 马斯克（Elon Musk）于2018年2月2日的推文中称，星链（Starlink）一词来自于约翰·葛林撰写的《生命中的美好缺憾》（The Fault in Our Stars）一书。 和多数卫星不同的是，SpaceX的星链卫星只有一块太阳能板，这样做是为了尽量减少潜在的故障点。 参考： [1]https://docs.fcc.gov/public/attachments/DA-19-342A1.pdf [2]https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starlink_mission_press_kit.pdf