亮点不少！一网星座历经波折初建成

3月26日，随着印度LVM3火箭成功发射英国一网公司36颗卫星，一网公司完成了其低轨互联网星座一期的最后一次组网部署，即将形成全球服务能力。一网星座建设过程中，经历了技术、政治、经济等多重考验。按设计，这款星座有哪些技术亮点？具备怎样的功能和用途？未来它有望如何继续发展，以发挥更大的作用呢？

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建造历程峰回路转

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由于近年来互联网流量经济的发展，许多互联网巨头盯上了数十亿的潜在用户，一网公司创始人格雷格·怀勒也抱有同样的梦想。他在英国伦敦创立了一网公司，初步目标是建设由数百颗卫星组网的低时延低轨宽带互联网星座，宣称目标是“让地球上所有人在任何地方都能无缝上网”。

印度火箭发射一网卫星

得益于公司创办者对通信行业“熟门熟路”，公司初期发展颇为顺利。2014年，一网公司的前身提出计划——建设包括648颗小卫星的星座，随后从濒临破产的另一家公司获得了所需的频轨资源，并向国际电信联盟注册。2016年1月，一网公司、欧洲空客防务及航天公司合资成立一网卫星公司，开启卫星生产工作。2017年6月25日，一网公司拿到了美国低轨道卫星通信网络运营执照，获准在美服务落地。

从互联网卫星项目各方面来看，当时一网公司应该是筹备最全面的，且领先同行。正因为该项目在供应链、频谱、发射许可、审批和空间碎片缓解等方面都已先期有所准备，给予了投资人相当大的信心。

此后一网公司遭遇了卫星造价和项目总体成本上涨、在多国申请频带遇阻、项目筹资不顺等挫折，首批卫星发射也多次延期。不过，随着2019年2月27日由阿里安航天公司经营的俄制联盟火箭在法属圭亚那库鲁航天发射中心运送首批6颗原型卫星升空，一网公司的前景再次被看好。

然而，受新冠肺炎疫情冲击，其资金链断裂，一网公司被迫于2020年3月向法院提出破产保护申请。随后，英国政府、印度巨头在7月3日与一网公司达成了收购协议，分别注资5亿美元。再加上软银集团、美国休斯网络系统公司、欧洲通信卫星公司等投资者慷慨解囊，一网星座总算获得了足够的资金支持。

祸不单行，2022年俄乌冲突爆发后，由于西方制裁，一网公司与阿里安航天公司签署的使用俄制火箭发射卫星的协议被迫中止。当时一网星座只完成了一期66%的卫星部署工作，仅在北半球较高纬度区域开通了连接服务。

所幸一网公司在发射暂停后不久就开展补救行动，分别与美国SpaceX公司、印度新太空公司达成了新的发射协议。此后，美国猎鹰9火箭和印度火箭分别执行了3次和2次发射任务，最终完成了一网星座一期的部署工作。

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技术亮点不容忽视

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随着星座初步部署完成，一网公司成为第二个具备全球服务能力的巨型互联网星座运营者。由于设计颇有独到之处，与星链星座相比，一网星座有着不容忽视的技术亮点和某些优势。

一网卫星即将装入火箭整流罩

众所周知，一网星座第一阶段利用648颗部署在近地轨道的卫星，实现服务区覆盖，提供全球宽带互联和物联服务。这些卫星包括588颗值班卫星和60颗备份卫星，分布在高度1200公里、倾角87.9度的18个轨道面，相邻轨道面间隔9度。

这些卫星性能不俗，单星发射质量为147.5公斤，载荷包括2个遥测天线、2个Ku波段天线和2个Ka波段天线，分别用于用户通信和关口站通信，通信容量达到8吉比特/秒，即每秒有望传输1GB数据。通过采用太阳能板配合锂离子电池供储能系统，卫星在轨工作寿命约为5年。当一网卫星在非赤道上空运行时，单颗卫星可产生16个Ku频段波束，实现多重覆盖，每颗卫星覆盖范围1080×1080公里，确保每个用户至少能在1颗卫星的“视线”内。提供服务时，单颗卫星与地面用户终端的连接时间不超过2.5分钟，多颗卫星可接力完成通信服务。

从这些描述不难看出，一网星座放弃了星间链路设计，而是在全球共布设了44个关口站。用户终端提出服务请求后，由一网卫星通过Ku波段天线接收请求，再由Ka波段天线转发至可用的关口站，关口站则将请求提交给网络服务器。返回数据后，一网卫星通过Ku波段天线将服务数据输送给用户终端。

在赤道上空的一网卫星为防止与地球同步轨道卫星的频段发生互相干涉，特别设计应用了“渐进倾斜”技术。简单地说，在过去的技术条件下，当赤道上空的一网卫星刚好运行到地球同步轨道卫星下方时，一网卫星的信号不佳，只能关闭卫星服务；但“渐进倾斜”技术可以通过改变非垂直干涉“窗口”卫星的俯仰姿态，逐步倾斜卫星信号波束，在垂直干涉“窗口”卫星关闭服务的情况下，赤道星下点区域内的客户仍能获得服务。

在卫星制造方面，一网星座颇有亮点。公司借鉴汽车制造业经验，建设了全球首个先进卫星批量制造工厂、世界首条卫星生产流水线，通过一体化设计、生产、总装与测试，实现了每月40颗卫星的生产速率。生产中，公司大量采用协作机器人、自导引运输车等自动化措施，使零部件测试流程提前于部件交付，并利用数字化测试，大幅提升了生产效率。

大量卫星被发射后，空间碎片缓解措施必不可少。一网卫星采用氙离子推进器，进入数百公里高的初步轨道后，将依靠电推系统开展轨道提升，花费约3个月时间，最终进入高度1200公里的轨道。卫星失效后，借助可靠的氙气电推进系统，有望在5年内将轨道近地点改为小于200公里，最终坠落大气层中烧毁。

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全球拓展力争上游

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一网星座一期部署完成后，下一步任务就是应用推广。2022年7月，一网公司和欧洲通信卫星公司宣布了合并计划，使得在近地轨道上的一网星座可以与地球静止轨道上的大型视频数据中继/宽带卫星平台紧密协作。

一网星座部署示意图

这被认为是商业卫星通信市场的一次重大整合。1977年成立的欧洲通信卫星公司运营着36颗地球同步轨道通信卫星，这些卫星通常比近地轨道宽带卫星更大且功率更强，在固定的地理区域为大量客户提供服务。但它们在地球两极的信号覆盖范围有限，通信延迟也值得关注，如今与近地轨道星座“强强联手”，必将取长补短，获取更佳的综合效益。

一网公司通过分销商向各国企业和政府客户提供宽带互联服务，特别是在印度企业持股后，有助于进一步拓展服务市场。据悉，一网已经与休斯通信印度私人有限公司签署了6年期宽带分销交易，后者是印度企业巴帝电信和美国休斯网络系统公司的合资公司。而美国休斯网络系统公司也是一网公司的小股东，正在印度等地为其建设关口站。

商业推广和硬件建设几乎是齐头并进。在星座一期建设完成后，一网公司致力于更大的星座二期项目，最终计划在1200公里高度近地轨道上部署6372颗卫星，在8500公里高度的中轨道部署1280颗卫星。有分析认为，预计一网星座二期项目的欧洲特色更浓，欧洲通信卫星公司的资源将为其提供资金支持。

此外，第二代一网卫星将优先在英国制造，并计划从2025年开始使用可回收复用的人族系列火箭发射。

随着商业卫星“参军”趋势兴起，英国政府还在考虑把一网星座拓展为军用级全球导航卫星系统的替代品。由于英国脱欧，英国军方不能保证未来顺利使用欧洲伽利略卫星导航系统的军用级加密信号，一网星座为其提供了一种可能的备用方案。可以说，一网公司的业务将逐步涉足英国具有战略意义的领域，助其向航天领域先进行列“发起冲锋”。

本文原载于《中国航天报·飞天科普周刊》4月1日一版

文/于远航

原标题：《亮点不少！一网星座历经波折初建成》

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