马斯克披露SpaceX下一代星链卫星细节：重1.25吨长7米、数据吞吐量跃升 10倍

msz09861 · 发表于 2022-5-31 08:39:52

5 月 31 日消息，火箭科学博主蒂姆・多德（Tim Dodd）发布了他的最新视频，展示其与 SpaceX 创始人兼首席执行官埃隆・马斯克（Elon Musk）的对话。在此过程中，马斯克披露了 SpaceX 下一代星链卫星 Gen2（或 V2.0）的技术细节，并证实新卫星几乎在所有方面都远远超过第一代卫星 V1.0。

马斯克透露，SpaceX 已经建造了至少 1 个可用的星链 V2.0 卫星原型，并将其运往南得克萨斯州的星际飞船工厂，目前正在那里储存。更重要的是，马斯克还提供了下一代卫星的设计规格：每颗星链 V2.0 卫星将重约 1.25 吨（增加三到四倍），长约 7 米。与最终将被取代的 V1.5 卫星相比，性能将得到全面提升。就有用数据吞吐量而言，新卫星几乎是后者的十倍。早在 2021 年 8 月，就有人猜测，就像对猎鹰 9 号火箭所做的那样，SpaceX 也将尝试优化其下一代星链卫星的设计，以最大限度地利用星际飞船的发射性能。

在最新星链 V2.0 卫星申报文件中，SpaceX透露，为星际飞船优化的星链网络将进行结构设计改进，以便火箭可以一次性发射整个轨道平面所需的卫星，即围绕地球均匀分布的卫星环。SpaceX 表示，在改进的设计中，除了近 3 万颗卫星中的大约 500 颗 (1.5%) 之外，所有其他卫星都将使用能够搭载 110 或 120 颗卫星的航天器发射。再加上马斯克对星际飞船近地轨道 (LEO) 有效载荷 150 吨的估计，这意味着优化后的星链 V2 卫星重量可能达到 1250 公斤。这样算来，每颗星链 V2.0 卫星的重量可能是当前 V1.5 卫星的 3 倍左右，但吞吐量却是 V1.5 的 5 到 10 倍。再加上更大规模的量产，这或许可以解释马斯克被泄露备忘录中的预测。该备忘录暗示，星链 V2.0 将比 V1.0 或 V1.5更可持续、更有利可图。

马斯克现在已经明确表示，每颗 V2.0 卫星都将重约 1.25 吨。而 V1.0 和V1.5 卫星的重量分别约为 260 公斤和 310 公斤，这意味着 V2.0 卫星的重量将大约是 V1.5 的四倍，不到 V1.0 的五倍。马斯克还透露，V2.0 卫星的性能将“比 V1.0 高出一个数量级”，但他拒绝按照衡量通信卫星性能的传统方法（带宽或吞吐量）来描述 V2.0，尽管 V1.0 卫星据信总带宽为 18 Gbps。

到目前为止，还不清楚星链 V1.5 卫星是否也增加了更多带宽。但是与最早的 V1.0 卫星进行比较，每颗 V2.0 卫星有可能为由 3 万颗卫星组成的空基网络增加约 140-160 Gbps 的带宽。如果是真的，这意味着与 V1.0 相比，星链 V2.0 将把大约两倍的可用带宽打包到给定的卫星质量单位中。再加上星际飞船为近地轨道提供的发射性能是猎鹰 9 号火箭的 10 倍，理论上星际飞船的单次发射可以扩大的星链总网络总容量大约是猎鹰 9 号火箭发射的 20 倍。举例来说，猎鹰 9 号火箭每次发射 60 颗 260 公斤重的星链 V1.0 卫星，这可以为星链网络增加约 1080Gbps 的瞬时带宽。而星际飞船发射 120 颗重达 1250 公斤的星链V2.0 卫星则可以增加约 19000 Gbps 带宽。尽管有这些巨大优势，但 SpaceX 发射 V2.0 卫星的目标仍面临诸多挑战。如果美国通信委员会（FCC）批准该公司的申请，SpaceX 将需要在六年内发射半数卫星，相当于发射 130 次星际飞船，平均每年约 22 次。相比之下，自 2010 年开始飞行以来，体积比星际飞船小十倍、可重复使用程度较低的猎鹰 9 号火箭，直到 2020 年才实现 1 年发射 22 次的目标。要想实现 V2.0 卫星所要求的发射节奏，SpaceX 必须以非常高的频率发射有史以来最大的火箭，并在发射过程中保证几乎没有失败。

尽管挑战可能是艰巨的，但潜在回报也同样高。由 3 万颗星链 V2.0 卫星组成的网络，在任何给定时间内，都可以为陆地 (不包括南极洲) 提供约 1250 Tbps 的总带宽。即使需要一半的带宽用于回程和路由，与 2020 年全球互联网基础设施总安装带宽 600 Tbps 相比，这也是巨大的进步。在地球上的任何一个点上，可以同时使用的卫星数量始终是制约星链网络的瓶颈，因此该网络永远无法与具有相同装机容量的地面网络相匹敌。但可以肯定的是，如果 SpaceX 能够建造并发射星链 V2.0 卫星，它将可以为地球上任何地方的数千万甚至数亿用户提供服务。