“柯伊伯”首批卫星发射，离对标星链还有多远

近日，宇宙神5火箭成功发射亚马逊柯伊伯计划首批2颗互联网卫星，标志着亚马逊向打造太空互联网星座迈出关键一步。亚马逊的太空互联网星座有什么特点？与SpaceX公司的“星链”相比如何？有着怎样的发展前景？

建设进入新阶段

柯伊伯计划是亚马逊公司于2019年公布的太空互联网星座建设计划。亚马逊公司是全球首屈一指的互联网企业与网上零售商，计划投资100亿美元，建成由3236颗卫星组成的柯伊伯星座，为无法接入宽带互联网的地区提供高速、低延迟的上网服务。

亚马逊公司稳步推进星座建设。柯伊伯卫星采用很多新技术，主要组件包括动力技术和子系统、相控阵和抛物面天线、动力和推进系统、定制设计的调制解调器等，在轨寿命约7年。

柯伊伯互联网星座示意图

为制造卫星，亚马逊公司在华盛顿州多地设立工厂，预计今年年底投产，可以实现每天3～5颗卫星的生产速度。该公司还计划在佛罗里达州肯尼迪航天中心建立卫星组装厂，占地31000平方米，预计明年落成。该地点是未来柯伊伯卫星发射的主要场地，从华盛顿州运来的卫星将在这里完成最终发射准备。

柯伊伯计划在2020年获得美国联邦通信委员会的部分批准，要求亚马逊公司在2026年7月前完成至少一半，即1618颗卫星的部署，同时要求该公司继续修改轨道碎片减缓方案。经过多轮迭代，今年2月，该机构授权亚马逊公司部署低轨宽带卫星星座，提供运营服务。

2022年4月，亚马逊公司签署了史上最大规模的火箭交易合同，花费几十亿美元，从蓝色起源公司、联合发射联盟公司和欧洲阿里安航天公司购买发射服务，将使用新格伦、火神、宇宙神5、阿里安6等型号火箭，执行83次发射任务，每次任务携带35～61颗卫星，以完成星座部署计划。

此次发射2颗试验卫星，标志着柯伊伯星座建设进入新阶段。工程师们将在太空环境和地面开展全系统、全流程验证，包括卫星及载荷运行状态测试，互联网、地面网关、卫星和用户终端之间的网络测试等。亚马逊公司计划在2024年底之前开始与客户进行网络测试。

考虑到轨道碎片减缓，2颗试验卫星将在任务结束后主动脱离轨道，在地球大气层中烧毁。为了减少天文学影响，1颗卫星搭载了遮光罩。科研人员通过比较2颗卫星之间的反射率，测试这种方法对降低反射率和减轻对地基光学望远镜影响的有效性，此项研究成果会在任务结束后向天文学家分享。

被“星链”拉开差距

同为大型近地轨道互联网星座，柯伊伯计划很容易被拿来与SpaceX公司的星链计划作比较。不过，“星链”已成为当前建设进度最快、性能最强大、功能最完善的互联网星座，展现出巨大的应用价值和发展潜力，在多个领域产生颠覆性影响，深受各国瞩目。与“星链”对标，“柯伊伯”已被拉开遥远距离。

从建设计划和进度来看，SpaceX公司在2015年提出星链计划，将发射4.2万颗卫星，截至今年10月5日，已完成第111批次发射，在轨卫星总数达到5222颗，已经超过柯伊伯星座的建设目标。

在具体技术指标方面，“星链”运行轨道更加复杂，分布于距离地面340、550和1150公里的3层轨道高度，兼顾信号覆盖和提升网络服务性能，建成覆盖全球的立体式巨大星座。柯伊伯卫星轨道则主要分布在距离地面590～630公里的轨道高度。

星链卫星使用了Ku、Ka、V频段和星间激光通信4种频段，经过多轮升级，用户测试下载速率超过400Mbps，延时约30毫秒，已经成为全球最快的宽带服务之一，其长远目标是实现10Gbps的速度。柯伊伯星座获得了Ka频段的使用授权，在早期的地面天线测试中实现400Mbps的下载速度，不过星座部署后的速度还需等待未来验证。

两者在服务模式和应用场景方面基本相同。用户可通过天线和配套的无线路由器接入星链网络，“星链”针对不同应用场景开发了多种服务模式，逐渐从个人和家庭用户拓展至航空、航海、移动作业等商务领域，目前已覆盖全球200多万客户，今年可能超过350万户。

柯伊伯星座通过小型客户终端和地面通信网络提供网络接入服务，亚马逊公司公布了3款卫星天线，计划出售给柯伊伯宽带接入的客户，并广泛寻找合作伙伴，比如与沃达丰公司等合作，扩展其4G/5G网络，增强电信服务。

此外，“星链”在发展模式上独具优势，SpaceX公司控制了涵盖设计、生产、发射到运营等整个链条。“星链”的星座设计和卫星研制均为内部闭环生产，平均每天制造4颗卫星，使用猎鹰9重复使用火箭发射入轨，极大降低成本。相比而言，柯伊伯卫星在其他环节均自主可控，但是制造工厂尚在建设，发射服务仍需市场购买，成本较高，且星座建设流程可能受到发射因素的制约。

形势严峻但前景广阔

近些年来，卫星互联网成为太空领域发展和竞争的新高地。“星链”“一网”两大星座先行，展现出广阔的应用前景。各国出于国家利益和安全性考虑，纷纷提出星座建设计划，如欧洲启动“卫星弹性、互连和安全基础设施”项目，旨在到2027年部署欧盟所有的通信卫星群，确保欧盟通信能力的主权和自主权，以及在地面网络缺失或中断的情况下提供关键通信服务。

建设柯伊伯星座也是亚马逊公司业务转型发展的迫切需求。亚马逊公司业绩增长最快的部分是云服务，该公司还积极向万物互联拓展。为支持核心服务，亚马逊公司等科技巨头已经投巨资开展互联网和数字基础设施建设，太空业务是亚马逊公司数据业务和消费者业务的自然扩展，可以为世界各地的用户提供商品、电子产品和资源。

虽然亚马逊公司努力追赶，但卫星互联网领域的竞争态势已经非常激烈，时间已经非常急迫。目前该公司最大压力还是来自发射保障。

根据发射合同，大部分柯伊伯卫星将使用新格伦号、火神和阿里安6火箭发射，但这3型火箭的开发进度一再推迟，尚未进行任何发射。亚马逊公司的股东甚至提起诉讼，声称因为该公司与SpaceX公司的竞争关系，没有考虑将发射业务交给SpaceX公司，导致了更多花费和进度延迟。

另一方面，星链卫星的先发优势和庞大在轨卫星数量挤压了其他星座的生存空间。亚马逊公司指责SpaceX公司降低卫星轨道高度，干扰了自身的轨道部署计划，增大太空碰撞的危险和电磁干扰。SpaceX公司则反驳称，为了还要多年后才能投入运营的柯伊伯星座而阻碍“星链”的发展，并不符合公众的利益。

此外，“星链”的应用示范为其带来更多资源。SpaceX公司近期赢得了美国军方价值7000万美元的合同，用于建造军用版“星链”——星盾系统。相比之下，亚马逊公司只能依靠自身的资金投入。

虽然形势严峻，亚马逊公司对外仍保持充足信心。这一方面源于其非常庞大的用户群体和云计算业务带来的先发优势；另一方面，卫星通信业务前景广阔，全世界仍有大部分地区和众多人口没有接入宽带网络，世界仍有空间接纳新的太空互联网。（作者：杨诗瑞 图片来源：亚马逊公司 把关专家：中国航天科技集团科技委副主任 江帆）