浅谈“星链”计划及其影响

◆任园园 张小艳 王青

浅谈“星链”计划及其影响

◆任园园 张小艳 王青

（信息工程大学 河南 450000）

“星链”计划自问世以来就广受各方关注，其不仅是目前规模最大的天基互联网项目，而且在军事等领域的应用前景广阔。本文梳理了“星链”计划的内涵、特点及其主要影响，进而提出应对方法和建议。

“星链”计划；低轨卫星；天基互联网；网络安全

1 引言

为满足全球不断增长的卫星宽带接入需求，特别是解决偏远地区及农村等欠发达地区的互联网接入问题，近年来全球多个国家和企业纷纷开始打造非静止轨道卫星星座，比如新铱星（Iridium NEXT）、全球通（Globalstar）、轨道通（Orbcomm）、星链（Starlink）、一网（OneWeb）、O3B、鸿雁、虹云等互联网星座，用于提供全球卫星宽带互联网接入服务[1]。相对于移动通信和地面光通信，卫星通讯是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络，具有低延时、低成本、广覆盖、宽带化等优点。

其中，“星链”（Starlink）计划是迄今为止规模最大的星座项目。该计划于2015年由美国太空探索技术公司（SpaceX）提出，旨在建设一个覆盖全球、速度高、容量大和时延低的天基全球通信系统，向全世界网民提供高速宽带接入服务。

2 “星链”计划

2015年1月，SpaceX公司首席执行官马斯克宣布该公司拟于2019年至2024年间向近地轨道发射约12000颗卫星，构建一个巨型3层卫星网络。网络建成后，任何人可以在地球上的任何一个点接入互联网。对于一些基础设施比较落后、政府和运营商不能保证基础互联网接入设备的国家，“星链”可以替代地面通信基站，完成落后、边远地区的互联网覆盖。

2018年4月，SpaceX取得了使用卫星组建全球宽带网络的许可证，这标志着马斯克正式启动“星链”计划的布星按钮。

2019年5月23日，“星链”计划第1批60颗卫星发射成功，标志着“星链”计划正式启动，首批卫星被称为“0.9”版本。2019年10月，马斯克宣布该计划再添加30000颗“星链”卫星，使星座达到42000颗以上的水平。2019年11月11日，“星链”计划的第2批60颗卫星搭载“猎鹰9号”火箭成功发射，与第一批卫星同部署在550公里高度的轨道上。这批卫星被称为“1.0”版本。截止到2021年9月，“星链”计划共发射了31批卫星，在轨卫星已达到1700多颗，数量位居全球第一，其中在轨活跃的卫星超过1600颗，均在550千米高度、53倾角轨道上运行。

2021年8月，SpaceX向美国联邦通信委员会（FCC）提交了一份有关其“第二代星链星座”（“星链”2.0项目）的修订申请，并提出了使用星际飞船火箭发射约3万颗新卫星的计划。

3 “星链”计划的技术特点

与地面互联网通信相比，“星链”计划通过数量庞大的低轨卫星组网，实现卫星及星间/星地无线链路为用户服务[2]，具有以下特点：

第一，“星链”计划组网规模庞大。根据SpaceX之前公布的“星链”建设计划，总计将向地球近地轨道发射4.2万颗卫星，较之当前的柯伊伯（美国亚马逊）、太空互联网（韩国三星）、一网（英国）等项目来说，其规模最为庞大，也使近地轨道太空资源争夺愈演愈烈。

第二，“星链”计划服务范围广。受限于地形地貌、成本等问题，全球仅有5%的海洋面积和20%的陆地面积覆盖了地面通信基站。而“星链”计划旨在向全球全域提供信息通信服务，使其到达人迹罕至的山川冰河和茫茫大海。2021年8月，马斯克表示“星链”项目已经向客户发运了10万个终端，用户遍布多个国家和地区，包括美国、加拿大、英国、法国、德国、澳大利亚、新西兰、爱尔兰、奥地利、荷兰以及智利等国家和地区。而且SpaceX已经得到许可，计划部署超过100万个用户终端（即卫星天线）。在未来还将进一步寻求美国联邦通信委员会的许可，将终端部署数量提高到500万用户。

第三，“星链”卫星发射火箭技术先进且难度高。“星链”卫星发射采用的是一箭多星的方式。一箭多星发射首先需要控制好火箭的姿态，确保每颗卫星的运行轨道，排除同批次多个卫星间的无线电干扰等问题。每颗卫星需“量身定做”最佳的分离路线和分离时刻，按照预定程序顺利“出舱”且不能相互擦碰[3]。

第四，“星链”卫星通信延时小。与传统通信卫星的部署高度相比，“星链”卫星均部署在近地轨道，信号往返时间大大缩短，可将通信延时降至20毫秒，较好地满足野外、沙漠、海上等人口稀疏地区网民的即时通信需求。

第五，“星链”卫星发射成本降低。20世纪90年代，火箭发射成本大约是3000万美元。在“星链”计划实施的过程中，马斯克一直致力于降低卫星发射成本。SpaceX已成功多次完成“猎鹰9号”一级火箭的回收和重复利用，而且在2021年10月首次实现了海上回收火箭，此举意义重大，也是未来火箭发射技术发展的必然趋势。“星链”卫星采用一箭多星批量发送，也大大降低了其发射成本。

第六，“星链”卫星潜在商业价值大。据报道，目前在全球范围内大约还有一半人口尚未享受到互联网的便捷服务，因此SpaceX的“星链”计划可以很好地弥补这片空白，其市场发展潜力巨大。马斯克曾预测“星链”计划潜在的宽带网络收入将达到每年300亿美元。SpaceX从2020年10月开始“星链”的公测项目，且已开放“星链”网络的预订服务。每个向用户收取99美元的费用，外加包括用户终端、安装三脚架和路由器在内的一次性499美元的费用。目前其“星链”卫星互联网服务在全球拥有超过9万名用户。2021年6月29日，马斯克在西班牙巴塞罗那举行的2021世界移动通信大会（MWC 2021）上表示，SpaceX的“星链”卫星互联网服务可能在未来12个月内拥有超过50万用户。

第七，“星链”计划潜在军事应用价值大。近年来，随着新一轮科技和产业革命的加速推动，太空、网络、电磁频谱与认知等新兴作战域已经由支援传统作战域（陆域、海域、空域）作战的辅助战场，逐渐转变为决胜全局的主战场。“星链”计划虽然是商业卫星星座计划，但其部分发射场建在美国范登堡空军基地内，美国军方也提供了大量资金支持将应用场景拓展到军用领域，其通信、导航、低时延、覆盖广等方面的优势都将给美军开展军事行动带来很大便利，其在军事领域中的应用价值将逐渐凸显。

4 “星链”计划的影响

“星链”计划在带给全球网民便捷的卫星互联网服务的同时，我们不可忽视其产生的其他影响。

首先，由于低轨卫星的覆盖范围广、通信距离远，不受地面基站的限制，用户只要有接收终端就可以不受国别限制，越过“防火墙”轻松绕开国家互联网监管而直接接入国际互联网。这将对网络安全构成一定的威胁，也为一些破坏网络安全、信息泄露等违法行为撑起一把“保护伞”。

其次，“星链”计划在未来军事领域的应用前景将会对其他国家的战略安全产生一定的威胁，尤其是其覆盖范围广、时延低、导航精准、多载荷搭载等优势将会进一步提升美国在太空的战略优势。

同时，“星链”计划部署卫星数量多、部署范围广，将会持续加剧各国对于地球低轨小卫星星座频轨资源的争夺，进而影响到对这些资源的合理利用。

最后，“星链”卫星体积小，设计寿命较短、可靠性低。据报道，SpaceX首批“星链”卫星的报废率至少达到5%。在2021年3月24日第23批卫星发射后，SpaceX的“星链”卫星总数已达1385颗，但已经有大约125颗报废，报废率达到了1/10。这些报废的小卫星将会停留在太空轨道上，导致轨道中太空碎片的增长，影响了太空安全及国际天文观测。

5 应对措施

基于上述“星链”计划的影响，我们应该从以下几个方面思考：

2020年4月20日，国家发改委在线新闻发布会中明确将卫星互联网首次纳入新基建的通信网络基础设施范畴，开启了航天商业发展的新局面。在未来，我们要持续推进与国际社会的合作，深化在科研、技术等各个层面的交流与协作，加快我国低轨卫星网络和空天地一体化的建设，增强其应对能力。

“星链”计划与目前的5G通信相比，其覆盖范围和分布更为广泛，和5G等传统通信更多的是互补关系。未来我们要继续开发更先进的移动通讯技术，筑牢我网络安全防线，提升通讯安全保障能力。

同时，“星链”计划的技术优势势必会帮助美军在未来作战中“如虎添翼”。对我军而言，要想掌握未来信息化战争的主动权、维护网络安全，必须要注重新型作战理论的研究，健全完善作战理论创新成果转化机制。同时，我们要加速布局我国卫星网络系统——“天基互联网系统”（也叫“虹云工程”）。

毋庸置疑，人才是竞争力的核心，我们要着眼国家未来战略发展，加速网络安全人才培养，持续推动院校教育改革，优化人才培养体系。同时，要加快构建关键信息基础设施安全保障体系，全天候全方位感知网络安全态势，增强网络安全防御能力和威慑能力。另外，还应加强网络安全教育普及的力度，提升全民安全意识，树立正确的网络安全观。

[1]孔超，王阳阳.SpaceX公司“星链”计划发展情况及影响分析[N].中国科学报，2019-08-27（008）.

[2]刘帅军，徐帆江，刘立祥.从“星链”计划看低轨星座的优势与风险[N].中国国防报，2020-08-11.

[3]赵燕，温晓君.“星链”计划对通信及互联网产业的影响[N].中国计算机报，2019-08-05（014）.