5 月 31 日消息,火箭科學博主蒂姆?多德(Tim Dodd)發布了他的最新視頻,展示其與 SpaceX 創始人兼首席執行官埃隆?馬斯克(Elon Musk)的對話。
在此過程中,馬斯克披露了 SpaceX 下一代星鏈衛星 Gen2(或 V2.0)的技術細節,并證實新衛星幾乎在所有方面都遠遠超過第一代衛星 V1.0。
馬斯克透露,SpaceX 已經建造了至少 1 個可用的星鏈 V2.0 衛星原型,并將其運往南得克薩斯州的星際飛船工廠,目前正在那里儲存。
更重要的是,馬斯克還提供了下一代衛星的設計規格:每顆星鏈 V2.0 衛星將重約 1.25 噸(增加三到四倍),長約 7 米。與最終將被取代的 V1.5 衛星相比,性能將得到全面提升。就有用數據吞吐量而言,新衛星幾乎是后者的十倍。
早在 2021 年 8 月,就有人猜測,就像對獵鷹 9 號火箭所做的那樣,SpaceX 也將嘗試優化其下一代星鏈衛星的設計,以最大限度地利用星際飛船的發射性能。
在最新星鏈 V2.0 衛星申報文件中,SpaceX 透露,為星際飛船優化的星鏈網絡將進行結構設計改進,以便火箭可以一次性發射整個軌道平面所需的衛星,即圍繞地球均勻分布的衛星環。
SpaceX 表示,在改進的設計中,除了近 3 萬顆衛星中的大約 500 顆 (1.5%) 之外,所有其他衛星都將使用能夠搭載 110 或 120 顆衛星的航天器發射。再加上馬斯克對星際飛船近地軌道 (LEO) 有效載荷 150 噸的估計,這意味著優化后的星鏈 V2 衛星重量可能達到 1250 公斤。
這樣算來,每顆星鏈 V2.0 衛星的重量可能是當前 V1.5 衛星的 3 倍左右,但吞吐量卻是 V1.5 的 5 到 10 倍。再加上更大規模的量產,這或許可以解釋馬斯克被泄露備忘錄中的預測。該備忘錄暗示,星鏈 V2.0 將比 V1.0 或 V1.5 更可持續、更有利可圖。
馬斯克現在已經明確表示,每顆 V2.0 衛星都將重約 1.25 噸。而 V1.0 和 V1.5 衛星的重量分別約為 260 公斤和 310 公斤,這意味著 V2.0 衛星的重量將大約是 V1.5 的四倍,不到 V1.0 的五倍。
馬斯克還透露,V2.0 衛星的性能將“比 V1.0 高出一個數量級”,但他拒絕按照衡量通信衛星性能的傳統方法(帶寬或吞吐量)來描述 V2.0,盡管 V1.0 衛星據信總帶寬為 18 Gbps。
到目前為止,還不清楚星鏈 V1.5 衛星是否也增加了更多帶寬。但是與最早的 V1.0 衛星進行比較,每顆 V2.0 衛星有可能為由 3 萬顆衛星組成的空基網絡增加約 140-160 Gbps 的帶寬。如果是真的,這意味著與 V1.0 相比,星鏈 V2.0 將把大約兩倍的可用帶寬打包到給定的衛星質量單位中。
再加上星際飛船為近地軌道提供的發射性能是獵鷹 9 號火箭的 10 倍,理論上星際飛船的單次發射可以擴大的星鏈總網絡總容量大約是獵鷹 9 號火箭發射的 20 倍。舉例來說,獵鷹 9 號火箭每次發射 60 顆 260 公斤重的星鏈 V1.0 衛星,這可以為星鏈網絡增加約 1080Gbps 的瞬時帶寬。而星際飛船發射 120 顆重達 1250 公斤的星鏈 V2.0 衛星則可以增加約 19000 Gbps 帶寬。
盡管有這些巨大優勢,但 SpaceX 發射 V2.0 衛星的目標仍面臨諸多挑戰。如果美國通信委員會(FCC)批準該公司的申請,SpaceX 將需要在六年內發射半數衛星,相當于發射 130 次星際飛船,平均每年約 22 次。
相比之下,自 2010 年開始飛行以來,體積比星際飛船小十倍、可重復使用程度較低的獵鷹 9 號火箭,直到 2020 年才實現 1 年發射 22 次的目標。要想實現 V2.0 衛星所要求的發射節奏,SpaceX 必須以非常高的頻率發射有史以來最大的火箭,并在發射過程中保證幾乎沒有失敗。
盡管挑戰可能是艱巨的,但潛在回報也同樣高。由 3 萬顆星鏈 V2.0 衛星組成的網絡,在任何給定時間內,都可以為陸地 (不包括南極洲) 提供約 1250 Tbps 的總帶寬。即使需要一半的帶寬用于回程和路由,與 2020 年全球互聯網基礎設施總安裝帶寬 600 Tbps 相比,這也是巨大的進步。
在地球上的任何一個點上,可以同時使用的衛星數量始終是制約星鏈網絡的瓶頸,因此該網絡永遠無法與具有相同裝機容量的地面網絡相匹敵。但可以肯定的是,如果 SpaceX 能夠建造并發射星鏈 V2.0 衛星,它將可以為地球上任何地方的數千萬甚至數億用戶提供服務。
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