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不甘落后,亞馬遜披露星座服務目標及部署和離軌方案

發布日期: 2019-07-11
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?不甘落后,亞馬遜披露星座服務目標及部署和離軌方案




來源 |?航小宇(hangxiaoyucasc)

衛星與網絡




不甘落后,亞馬遜披露星座服務目標及部署和離軌方案

亞馬遜稱,即使把所有擬建巨型星座加到一起,也滿足不了總的消費者寬帶需求。圖為亞馬遜首執貝佐斯


亞馬遜公司在7月4日報送給美聯邦通信委員會(FCC)的材料中披露了其擬由3236顆衛星組網的寬帶計劃的更多細節,聲稱其星座只需有不到1/5的衛星到位就能在有限的區域啟動服務。


亞馬遜的“柯伊伯系統”衛星設計壽命將是7年,還不到傳統靜地通信衛星的一半。這些衛星將分5撥發射。第一撥包括578顆衛星,將會向兩個橫向覆蓋條帶提供互聯網服務,其中一個在北緯39度和北緯56度之間(大致是從費城以北到莫斯科),另一個則在南緯39度到南緯56度之間(大致是從新西蘭黑斯廷斯到大西洋英屬南桑威奇群島上方)。后續4撥發射將會把覆蓋區擴大到赤道。


亞馬遜并未說明其衛星將在何時或將采用何種火箭發射。公司創始人貝佐斯擁有自己的運載企業,即藍色起源公司。藍源入軌發射用的“新格倫”火箭定于2021年首飛。


亞馬遜要建設“柯伊伯系統”的消息是4月份通過其向聯合國下設機構國際電信聯盟(ITU)報送的文件披露出來的。最早由GeekWire網站報出的那份申報材料所含信息很少,只給出了衛星數量及擬用軌道。ITU負責全球層面的頻譜協調,以防不同通信系統之間出現干擾。FCC則負責美國的通信監管,而由于美國是亞馬遜的執照頒發國,FCC還要負責“柯伊伯系統”發射和運營的授權。


市場和基礎設施


根據申報材料,亞馬遜把讓“美國和全球各地億萬欠缺服務的消費者和企業”能夠上網作為“柯伊伯系統”的主攻方向。因要求有低成本終端而常被視為巨型星座項目最難啃的骨頭的消費者寬帶需求卻可能是亞馬遜眼中最大的一塊市場。亞馬遜對FCC表示,消費者寬帶服務需求“遠遠超出迄今提出的所有(非靜地衛星)系統所能帶來的潛在容量,包括亞馬遜的‘柯伊伯系統’”。太空探索公司擬設多達1.2萬顆衛星的“星鏈”星座和一網公司擬設650~2000顆衛星的星座也都把消費者寬帶作為主攻目標。兩者都已有初期衛星在軌。


“柯伊伯系統”將瞄準包括飛機、船舶和陸地車輛在內的運輸系統。這將讓該星座成為其它擬議中的低地軌道系統的競爭對手,比如電信衛星公司和低軌星公司的系統。電信衛星公司和低軌星公司的系統都不把消費者寬帶作為重點。


為了能服務于各不同市場,“柯伊伯系統”將依靠電掃平板相控陣天線和機械掃描碟形天線兼而有之的用戶終端。亞馬遜說,“柯伊伯系統”衛星將配備Ka波段相控陣天線,以形成連向地面用戶終端的可再編程點波束。


亞馬遜表示,它擁有讓“柯伊伯系統”變為現實所需的資源,包括全球計算基礎設施、洲際光纜和數據中心。它還把“亞馬遜網絡服務”(AWS)作為其具有先進技術開發經驗的一個例證。亞馬遜網絡服務公司5月份啟動了一項衛星地面站業務。亞馬遜還提到了其Amazon Prime Air(“亞馬遜空中金牌會員”)無人機快遞項目和Amazon Scout(“亞馬遜偵察兵”)自主包裹快遞項目,但并未說明那些項目會否或將如何融入“柯伊伯系統”。


碎片緩減和離軌方案



據亞馬遜預測,“柯伊伯系統”若有衛星報廢,頂多也只需10年時間就會自然離軌。該系統擬把衛星分為三“層”,軌道高度分別是590公里、610公里和630公里,均屬低地軌道較低的范疇。由于靠近地球,亞馬遜預計其報廢衛星平均會在5~7年內自然離軌。


若一顆衛星在過了“預定等待期”之后與地面站失聯,它將會自行采取退役措施。這一退役處置過程包括降低軌道,然后耗干蓄電池,排空燃料管路和貯箱,并確保充電線路“被永久切斷或熔斷”,以消除發生意外再充電的風險。該公司稱,通過采用星上推進,被主動處理掉的衛星應能在一年內離軌。


亞馬遜“柯伊伯系統”的“設計目標”是對一種化學惰性燃料采用“不增壓的非爆炸性推進劑存儲”。該公司稱,它正在同美國空軍合成空間作戰中心開展安全方面的合作,涉及星座設計和變軌方案。它說,一些商業空間態勢感知公司也參與了那些工作。


亞馬遜稱,它打算把生產型衛星發射到國際空間站以下的軌道高度,并在那里開展系統檢測,然后再把衛星軌道高度提升到目標工作軌道高度。雖然由此可能會緩解與人員在軌安全相關的擔憂,但“柯伊伯系統”卻可能會帶來星座間衛星相撞的擔憂。亞馬遜星座最低一層的軌道高度只比太空探索公司“星鏈”星座中的一層高40公里。


FCC4月份批準了太空探索公司讓約1600顆衛星工作在550公里軌道的方案。按照設想,“柯伊伯系統”有784顆衛星將部署到590公里軌道,另有1296顆軌道高出20公里,為610公里,而余下1156顆則會再高出20公里,為630公里。


一網公司辯稱,為避免衛星相撞,各星座之間應設125公里的隔離區。而亞馬遜對FCC表示,星座之間相互隔開40公里“可允許不同衛星運營商的軌道位置保持控制技術存在潛在的可變性”。





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