國外新一代小衛星星座的典范

+ 賀鵬梓

國外新一代小衛星星座的典范

+ 賀鵬梓

天空盒子成像公司

星座由24顆衛星組成。衛星采用立方星標準，星上器件完全采用商業現貨，有效降低了成本。2013年11月21日，太空盒子公司的第一顆衛星skysat-1用俄羅斯“第聶伯”火箭發射，第二顆衛星skysat-2搭載“聯盟”火箭發射。2013年12月11日，skysat-1傳回了第一張分辨率為2米的圖像，圖像清晰。2014年7月10日，skysat-2在發射后48小時即傳回了第一張圖像。

2014年6月10日，谷歌公司正式收購了天空盒子成像公司，總計耗資5億美元。

該公司的其余衛星正在安排發射計劃，預計在2016和2017年用歐洲阿里安公司的“織女星”火箭發射。

天空盒子成像公司的創新不僅僅在于衛星和星座，更在于其圖像提供方式。該公司并不通過傳統的地區代理商來銷售圖像，而是直接把有關流程交給客戶。天空盒子成像公司向用戶銷售一種稱為“天空節點”的終端，包括一副機動式2.4米天線和兩個電子設備機箱。

用戶可以用這套終端生成觀測命令、采集進度，可以監視星座運行，生成并保存圖像。終端操作員從各圖像用戶那里采集的數據采集需求，為每個用戶安排一個或多個觀測窗口，然后計算出應當如何安排不同衛星來接力實施，將命令上行給星座，然后就可以準備接受圖像和視頻。按照天空盒子公司的介紹，最短的接收流程只需要耗時20分鐘，就可以處理好圖像和視頻，提供給最終給用戶了。

Skysat-1可以按照每秒30幀的速度連續拍攝90秒視頻。也可以拍攝亞米級圖像。

目前，天空盒子成像系統已經用于農作物長勢監測、人道主義援助、保險公司資產監控、石油儲備分析、自然災害救援、油氣設施監控、大宗貨物交易監控、礦業監控、碳排放監控、海事監控等領域。

在新一輪小衛星熱潮中，最先發射并投入使用的是遙感星座，通信星座緊隨其后。但是從發展前景看，遙感星座的發展潛力不如通信星座。而其他用途的星座尚未出現較為現實的發射計劃。

以下介紹一些典型的小衛星星座。

O3B衛星星座

O3B衛星是中軌道KA頻段小衛星星座，主要用于為邊遠地區提供寬帶接入服務。衛星工作在8063千米高的軌道上。覆蓋區為南北緯62度之間。

衛星由歐洲泰雷斯-阿萊尼亞空間公司研制，發射重量700千克，比多數新一代小衛星都要重。每顆O3B有12個機械掃描天線，各形成一個波束。其中兩個天線與關口站通信，10個與用戶通信。每個波束帶寬為2×216兆赫，單波束吞吐量為1.2Gbit/s。由于工作在中圓軌道上，O3B端到端的時延只有238毫秒。單個TCP連接的速度可以達到2.1Mbit/s。海事用戶的速率可以高達500Mbit/s。

第一批4顆衛星在2013年6月發射，第二批在2014年發射。但有兩顆衛星遇到技術問題，因此現在在軌運行的衛星只有6顆。

O3B把業務分為骨干網、地面移動網干線、能源專業、海事專業和政府專業幾大類，針對性地提供不同的速率和服務。例如，政府通信（主要針對軍警用戶）可以提供保密線路；移動網干線可以提供基站間通信等業務。能源專業可以通過低時延來實施一些需要較高實時性的音視頻通信等業務，還可以提供大量帶寬用于遠程資產監控，還能改善邊遠及海上油氣田工作人員的業余生活。海事應用主要針對游輪用戶，可以給旅客提供近似于陸地寬帶的用戶體驗，順暢運行各種社交軟件、視頻通信軟件。高端游輪客戶還可以要求衛星波束持續覆蓋自己的航線，使自己處在波束中心，實現不間斷服務。

目前O3B已經擁有一批客戶，以島嶼電信服務商為多。例如東泰米爾電信公司、巴布亞新幾內亞數字通信集團、帕勞國家通信公司、諾福克島電信公司、馬達加斯加海灣衛星通信公司。另有一些位于非洲不發達地區的電信運營商也在使用O3B，包括民主剛果的拉加衛星通信公司和南蘇丹的RSC通信集團。

鴿群衛星

鴿群衛星同樣是采用立方星概念的遙感星座，區別在于它是3U標準，也就是3個標準立方星的體積，長度為30厘米，寬、高都是10厘米。鴿群衛星由美國行星實驗室公司發起的，發射規模極為可觀，至今已經發射71顆。其兩顆實驗衛星鴿子-1和鴿子-2發生并成功傳回圖像后，行星實驗室公司在2014年1月搭載發射了第一批業務星座28顆衛星。由于衛星軌道低、體積小、壽命短，該公司先后發射了71顆衛星，依然在軌的數量尚不清楚。

鴿群星座的分辨率并不是很高，一般在3至5米，但對于很多行業來說已經可以發揮很大的作用。目前的應用領域包括物流、區域開發、農作物監測、城市化、自然資源管理、資產管理。

建設中星座

作為小衛星通信星座的先行者，軌道通信衛星公司正在部署的第二代軌道通信星座保持了小衛星的特色，衛星質量控制在172千克，功率400瓦。目前已經發射了6顆，尚有11顆計劃發射。

目前至少還有兩個特大型星座正在籌劃，包括一網公司和太空探索技術公司。一網公司的有關情況參見本刊上期報道。

兩個星座投入使用后，可能會在很大程度上改寫當今衛星通信產業的版圖，帶來新的沖擊和活力，也會給各國的電信政策帶來影響。但技術進步是不可阻擋的。