一箭60星還慢？SpaceX星艦要一箭發400星了

航天新觀察2021/08/21

第 338期

導讀：可能有人注意到了，最近怎麼沒有星鏈發射的消息了？SpaceX要改用大火箭星艦發射這些衛星了，從過去獵鷹9的一箭60星直接增加到一箭400星，多快好省地建設數萬顆之多的巨型星座。要實現這個小目標，SpaceX還要解決兩個法規問題。一是國際電聯對衛星通信功率限值的審批，二是美國聯邦航空管理局對發射活動的環境評估。馬斯克着急，天文學家可能祈禱他發不成。

【《航天新聞》8月19日報道】8月18日向聯邦通信委員會（FCC）報送的更新方案中，SpaceX提出利用星艦快速部署其第二代星鏈星座（Starlink Gen2）兩個改進構型中的一個。另一構型則擬繼續使用獵鷹9火箭發射。

去年上報的方案相比，星鏈星座的規模或所需頻譜並沒有增加。修改後的二代方案要把衛星更均勻地分佈到9～12條傾斜軌道上，以爲農村用戶以及國家安全和快速反應用戶加密對極區的覆蓋，讓網絡性能份分佈更加均勻。SpaceX說，利用星艦部署衛星，能夠讓衛星在“發射後數週而不是數月”投入使用。這一類構型包含軌道高度在340～614公里之間、分佈於9條傾斜軌道上的29988顆衛星。

該公司最近加快了其德州博卡奇卡星營試驗場（Starbase）的工作，以爲星艦的首次入軌試飛做準備。

宙叔評論

星艦緊鑼密鼓，按SpaceX計劃幾個星期後要入軌試飛。其首飛備受關注的時候，SpaceX又正式宣佈以後要用這枚送人去火星的巨無霸運載器發射地球軌道上的星鏈衛星了，其多業務佈局棋盤越發明朗——研製進展順利的星艦正在與同樣是巨型工程的星鏈相互交織。對星鏈衛星星座來說，其發射部署將從目前的獵鷹9號火箭一箭60星發射第一代衛星，轉變爲同時用獵鷹9和星艦一箭400星的方式發射第二代衛星，不僅運載器和衛星型號雙雙升級換代，入軌部署的節奏也將發生巨大變化。

第一，獵鷹9號火箭要被星艦所替代，這是SpaceX公司在運載火箭領域的自我顛覆與迭代。作爲全球火箭之翹楚，獵鷹9號發射衛星無論成本還是數量上都遙遙領先，能夠一箭34星發射的俄羅斯聯盟號即便位於第二陣營，差距也非常大。可重複使用的獵鷹9號發射60顆星成本大約3000萬美元，每顆衛星重260公斤，而聯盟號火箭發射34星的價格目前官方沒有給出，但根據火箭自身情況判斷大約是獵鷹9成本的3倍，且每顆星重量僅147公斤。再看看全球其他低軌寬帶衛星互聯網項目，衛星還沒有完整設計出來，更別說發射了。SpaceX這種自家火箭部署自家衛星的模式，在低軌寬帶互聯網衛星領域無人能及，與對手的差距至少十年。但現在，SpaceX要自己顛覆自己，衛星從一代升級到二代，由於星間通信、用電功率和新型躲避機動推力器配置的增加，重量會稍大於260公斤；而運載工具也從獵鷹9一箭60星升級到星艦一箭400星，幾乎達到了星艦運載能力的極限。

第二，SpaceX不僅在航天產品上神操作，遵紀守法方面也是不走尋常路，膽子忒大。聯合國負責信息通信技術事務的專門機構國際電聯（ITU）對衛星功率通量密度Ka波段下行限值是有設定的，這是對衛星在軌工作的約束。而計劃部署的二代星鏈衛星不僅因爲數量的增加可能進一步影響天文觀測，而且單個衛星的功率還增強了——如此密集的對地通信和發射功率可能超出了ITU的限值，存在影響其他衛星信號的風險。然而，SpaceX在給美國聯邦通信委員會（FCC）的報批材料裡辯解說，那些限值是ITU當年基於地球同步軌道衛星計算出來的，規則是有缺陷的，不能照搬用於衛星數量在840顆以上的低軌星座。FCC要求SpaceX在部署二代衛星前得有ITU的許可，但SpaceX認爲ITU對於星鏈這樣的新的巨型星座漫長的評估週期會影響其部署和服務進度，因此希望得到FCC豁免，同意SpaceX在還沒有拿到ITU許可的情況下就發射新一代衛星——也就是說，先上車後補票。一般的衛星發射和在軌組網都不涉及此類問題，但“星鏈”星座二代星後續要部署3萬顆，這是監管機構沒有遇到過的問題。接下來看看ITU能否靈活處理，以及FCC能否給這個豁免吧。

不僅是星鏈的部署，星艦首飛同樣卡在了監管環節。任何國家對航天活動都有相應的法律法規，美國聯邦航空管理局（FAA）有一項監管內容爲環境評估（environment review）。這是根據1970年尼克松政府簽署的《國家環境政策法》等一系列法規做出的要求，大概意思是評估航天發射與再入活動是否會對周圍的環境和野生植物造成威脅。FAA沒有給出這項評估的結論之前，星艦是不能發射的。按照FAA的流程，還需要不少時間才能完成評估——包括30天的公衆意見徵求，以及對這些公衆意見的評估。然而，SpaceX的星艦已在發射場地完成了組合體的組裝，並且公開聲稱已經做好發射準備、將在幾周後發射。這簡直就是倒逼監管部門放行啊。

那麼問題來了：在航天創新企業節奏如此快速——兩天就能給大火箭裝上幾十臺發動機的今天，政府監管部門如果仍然保持傳統航天時代的慢節奏，慢慢研究慢慢審批，按部就班走流程，怎麼能跟得上商業航天發展的需求？SpaceX公司此次的二代“星鏈”申報是一個典型案例。材料已經提交給FCC，火箭也已處於可發射狀態，就看FCC、ITU和FAA能不能從規則、機制上破冰了。在鼓勵重大創新的同時必須保護整個行業和全社會的共同利益，政府也是不易。

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