天上掛著另一條銀河

趙君鵬

銀河斜轉(zhuǎn)，疏星點(diǎn)點(diǎn)，淡云輕飄，時(shí)而遮月。2020年4月末的一天晚上，我國(guó)很多地方的人們仰望星空時(shí)，看到的不是疏星，而是一串閃閃發(fā)亮的“星星”，宛如一串晶瑩發(fā)光的珍珠項(xiàng)鏈。只見(jiàn)它們從西北方向升起，幾分鐘之后變暗直至消失，這就是星鏈。

星鏈?zhǔn)且唤M人造衛(wèi)星，由美國(guó)太空探索技術(shù)公司發(fā)射升空。2015年1月，首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克宣布，該公司計(jì)劃從2019年到2024年，借助“獵鷹9號(hào)”回收火箭，在地球近地軌道上部署2.4萬(wàn)顆人造衛(wèi)星，分層部署在距地面340千米、550千米和1150千米的軌道上。所有的衛(wèi)星在某些特定軌道上運(yùn)行，22顆衛(wèi)星連成一串，圍繞地球?qū)崟r(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而組成星鏈網(wǎng)絡(luò)，提供全天候的低時(shí)延、低成本衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)。從2018年2月首批2顆測(cè)試衛(wèi)星上天，到2020年4月第七批60顆星鏈衛(wèi)星被送入軌道，這家公司持續(xù)研制、發(fā)射衛(wèi)星，步履不停。

那么，星鏈?zhǔn)窃鯓庸ぷ鞯哪兀课覀兛梢园研擎溡暈槁酚善骱蚖i-Fi信號(hào)放大器。一個(gè)路由器的信號(hào)覆蓋范圍有限，但多設(shè)置幾個(gè)信號(hào)放大器，就可以擴(kuò)大信號(hào)的傳播范圍，衛(wèi)星路由器也是如此。谷歌和臉書(shū)公司曾借助熱氣球和無(wú)人機(jī)等工具將類似的設(shè)備送上高空，后來(lái)人們?cè)O(shè)想在遠(yuǎn)地軌道發(fā)射衛(wèi)星，這樣可以讓衛(wèi)星的覆蓋范圍更大一些。可是，隨著集成電路和火箭技術(shù)的進(jìn)步，近地軌道衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造和發(fā)射的成本不斷減少，并且相對(duì)于遠(yuǎn)地衛(wèi)星，近地衛(wèi)星延遲時(shí)間短，路徑損耗小，用眾多近地軌道小型衛(wèi)星構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方案自然就產(chǎn)生了。

雖然理論上星鏈能為包括南極在內(nèi)的整個(gè)地球提供信號(hào)，但埃隆·馬斯克認(rèn)為星鏈為那些接入不可靠、價(jià)格昂貴或完全無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，提供了高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。換句話說(shuō)，星鏈服務(wù)的是因技術(shù)或者經(jīng)濟(jì)因素?zé)o法建設(shè)5G運(yùn)行的偏遠(yuǎn)地區(qū)，比如空中、海洋、沙漠、森林、山區(qū)等。

由于衛(wèi)星與地面終端的通信距離、所受的噪聲和干擾都大于地面通信網(wǎng)絡(luò)，所以衛(wèi)星的頻譜效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同期的地面互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，這使得星鏈和第五代移動(dòng)通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱5G技術(shù)）的關(guān)系是互補(bǔ)而非替代。具體來(lái)說(shuō)，5G技術(shù)用光纖傳輸信號(hào)，延遲更短、傳送更快、成本更低，缺點(diǎn)是耗電量高、覆蓋范圍小，適合城市等人口密集地區(qū);而星鏈的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋范圍大、不依賴光纖基站，缺點(diǎn)是在通信設(shè)備密度高的地區(qū)無(wú)法提供穩(wěn)定的服務(wù)。

星鏈計(jì)劃完成后，人造衛(wèi)星的數(shù)量將比現(xiàn)在多21倍。屆時(shí)，疏星淡月的景象或許難以見(jiàn)到了，映入眼簾可能是人造的“耿耿星河”。但是，很多天文學(xué)家對(duì)星鏈計(jì)劃憂心忡忡，他們擔(dān)心如此多的人造衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)行，將會(huì)嚴(yán)重干擾天文觀測(cè)，影響天文學(xué)研究。比如當(dāng)星鏈衛(wèi)星劃過(guò)太空時(shí)，會(huì)因反射太陽(yáng)光而發(fā)亮，它不僅帶來(lái)光污染，還會(huì)影響近紅外觀測(cè)，甚至衛(wèi)星通信波段電磁輻射會(huì)干擾射電天文觀測(cè)，以及衛(wèi)星和天文臺(tái)會(huì)發(fā)生碰撞等。

另外，發(fā)射衛(wèi)星不是一勞永逸的事情，人造衛(wèi)星有一定的工作期限，它們的壽命取決于衛(wèi)星的電子部件、太空環(huán)境等，再加上受大氣阻力的影響，近地軌道衛(wèi)星壽命更短。若干年后，衛(wèi)星陸續(xù)報(bào)廢，會(huì)導(dǎo)致近地空間垃圾激增，而要回收這么多的太空垃圾，難度可想而知。

從互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)傳播角度來(lái)看，眾多衛(wèi)星升空后也許會(huì)如計(jì)劃中的那樣，擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍，但如何平衡技術(shù)和自然的關(guān)系，星鏈又給人們提出了新的課題。