晴朗的夜晚,抬頭仰望星空,我們能從眾星中分辨出不同的星座——仙后座、織女座、蛇夫座、大熊座、小熊座、獵戶座……星座的劃分為我們的生活增添了無數色彩,那么人類可以打造屬于自己的星座嗎?
想要擁有一個前無古人、后無來者的全新星座,簡單來說,需要三步。第一步,擁有足夠數量的星星;第二步,設計好星星在天空中運行的軌道;第三步,將星星送入預先設定好的位置。聽起來是不是很簡單?好的,接下來就讓我們看看具體如何操作吧。
既然是星座,當然要由星星組成,我們的第一步就是找到可以“為自己所用”的星星。天空中已經存在的原生態星座都是由恒星組成的,以人類目前的科技水平,很難撼動它們的地位,想要合適的星星,自己制造是一個不錯的選擇。沒錯,人類自己的星座,其構成主體就是“人造衛星”,用人造衛星打造的星座,也就是“衛星星座”。
其實,早在1945年,曾寫出經典科幻小說《2001:太空漫游》的科幻小說家、科學家亞瑟·克拉克就提出了衛星星座的概念。他設想,在與地球同步的靜止軌道上放置3顆衛星,就可以覆蓋除兩極以外的全球區域,以彌補單顆衛星在覆蓋區域上的不足。如今,幻想早已經變成現實,我們熟知的“GPS”全球定位系統、“北斗”衛星導航系統,就是衛星星座的典型應用。衛星星座的衛星數量從十幾顆到幾萬顆不等,美國太空探索技術公司推出的互聯網星座計劃“星鏈”,就是由4.2萬顆衛星組成的,旨在建設覆蓋全球的、更高效的天基通信系統。
星星有了,那么第二步我們就要考慮星座的運行軌道了。科學家在設計星座的位置時會考慮一系列問題,如星座運行的軌道類型、每個軌道面內的衛星數等,今天向大家介紹其中之一——軌道高度,也就是衛星星座在外太空“懸掛”的高度。
前面說了,克拉克教授設想的是,將星座設置在地球靜止軌道上。在這個軌道上,衛星的運行方向和地球自轉方向一致,從地面上來看,衛星似乎是靜止不動的,處于這個軌道上的衛星,覆蓋面積廣,跟蹤簡單,使用方便,可以全天候工作。不過,靜止軌道上衛星眾多,位置比較緊張,發射成本高,維護也不怎么方便,因此,更多的衛星星座另擇良址,被部署在距地球500~36 000千米高的太空中,我國的北斗衛星星座系統,35顆衛星中的大部分衛星距地面21 500千米,大約有2.4個珠穆朗瑪峰的高度。
有了星星,也確定了運行軌道后,終于到了第三步,也就是將星星送入預先設定好的位置了。這一步相信大家都不陌生,通過運載火箭將衛星送入指定軌道已經是司空見慣的事情了。2024年12月5日,我國使用長征六號運載火箭,將國產低軌衛星互聯網星座——“千帆星座”第三批組網衛星成功送入太空。2025年1月1日,香港成功應用“千帆星座”的低軌衛星寬帶接入,也是“千帆星座”商業組網部署后的首次應用測試。
完成以上三步,我們就可以擁有一個“人造星座”了。天空中的每個星座都有自己的故事,人類的每個衛星星座也都肩負著自己的任務,比如為地面提供通信、導航、氣象監測、軍事應用等服務。在未來的某一天,如果有人問你是什么星座的,不妨告訴他,你是“千帆座”的。這是一件很酷的事情!