馬斯克披露下一代星鏈衛星細節:重1.25噸長7公尺、資料吞吐量躍升10倍

馬斯克披露下一代星鏈衛星細節:重1.25噸長7公尺、資料吞吐量躍升10倍

SpaceX創始人馬斯克(Elon Musk)最近接受採訪,在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,並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,並將其運往南德州的星際飛船工廠,目前正在放在那裡。

馬斯克披露下一代星鏈衛星細節:重1.25噸長7公尺、資料吞吐量躍升10倍

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公尺。與最終將被取代的V1.5衛星相比,性能將得到全面提升。就有用資料吞吐量而言,新衛星幾乎是後者的十倍。

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路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,即圍繞地球均勻分佈的衛星環。

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,這意味著優化後的星鏈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洩露備忘錄中的預測。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,儘管V1.0衛星據信總頻寬為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頻寬。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路增加約140-160 Gbps的頻寬。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頻寬打包到給定的衛星品質單位中。

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路總容量大約是獵鷹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,這可以為星鏈網路增加約1080Gbps的瞬時頻寬。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頻寬。

馬斯克披露下一代星鏈衛星細節:重1.25噸長7公尺、資料吞吐量躍升10倍

儘管有這些巨大優勢,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)批准該公司的申請,SpaceX將需要在六年內發射半數衛星,相當於發射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、可重複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,並在發射過程中保證幾乎沒有失敗。

儘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衛星組成的網路,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的總頻寬。即使需要一半的頻寬用於回程和路由,與2020年全球網路基礎設施總安裝頻寬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路的瓶頸,因此該網路永遠無法與具有相同裝機容量的地面網路相匹敵。但可以肯定的是,如果SpaceX能夠建造並發射星鏈V2.0衛星,它將可以為地球上任何地方的數千萬甚至數億使用者提供服務。

 

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