声明:本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源及截图,请知悉。/ Z9 {7 n. Q' \
2024年12月12日,长征二号丁运载火箭,搭载了一组卫星发射升空。这组卫星名为高速激光钻石星座试验系统,由5颗卫星组成。
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8 K; S- M8 K& B至于发射目的,主要是为了验证星间激光通信技术的性能与可行性。
" ^/ ~! _1 _ ]6 i" M" | S3 u @. p话说这些所谓的激光通信卫星,究竟指的是什么?除了通信领域以外,激光卫星还可用于哪些方面?
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激光通信卫星将开启6G时代?
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话不多说,直接入题。相比于传统的射频通信,激光通信具有以下优点:
! p9 Y6 {( k; L" i8 G9 q比如拥有更高的带宽,更低的延迟,以及更强的抗干扰能力。在这种情况下,激光通信卫星就能满足未来的通信需求,比如超清视频传输、大容量文件秒传等。
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& F* y: e; Y: j% u; q2 i; o/ \5 y总之,激光通信的特点就是传输速度超快,一传一个准。
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, \9 q6 D- Z$ J! c; t2 `按照相关人士的说法,随着激光通信的登场,以后说不定能开启6G时代。. U7 K1 a& S: z
我国激光通信地面站技术负责人王行行就表示:“激光卫星通信的成本低,覆盖范围广,完全可以给6G建设打好基础”。可见,这类划时代的卫星,确实是潜力非凡。5 C+ k. y. I+ ^" w3 p# P. F4 ?
) u4 W5 c4 }0 _' V. m' U无独有偶,在2024年12月底,长光卫星公司也在激光卫星通信领域取得了重大突破。
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* O3 n: G1 e2 z2 f* _从相关新闻内容来看,长光卫星的首次星地激光100Gbps超高速高分辨遥感影像传输试验,正式取得了成功。而这也意味着,今后1秒传10部电影的时代,即将来临。3 Y4 W( P: s5 @3 c- ?- M
按照长光卫星公司的后期计划来看,到2027年,他们将实现300颗激光卫星组网。而对标对象,就是马斯克的星链。
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. q8 q4 J4 d7 Q* H6 Y. B& F. d就目前的情况来看,星链已经发射了几千颗卫星。这些卫星组成了一套巨大的天网系统,可以随时进行通信和监测。
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在服务范围这块,星链已经服务了110个国家的400万用户。像英、法、美、澳、加等国,都接入到了星链系统。如此看来,星链的铺设进度,也算是高歌猛进了。" O' b5 l+ u9 L0 D$ l
星间通信和星地通信的区别% D B$ q ~7 d- E. w. q5 i. ?
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这时候可能有人会说了,星链的卫星数量这么庞大,难道长光卫星要输了?/ x/ _/ Q. A: |; \1 w2 G1 w
在数量上,长光卫星的确比不过星链。但在技术上,长光卫星不见得比星链差。; [1 ~ y3 G1 R/ I! T
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& ?4 r; N/ \" e6 k要知道,星链是属于星间通信,而长光那个则是星地通信。所以从通信模式这个角度来看,长光卫星要更胜一筹。' ]" N7 n* i2 f9 o7 u$ @
大家可能不太明白星间通信和星地通信的区别?答案其实很简单,在星间链路上,只需依靠无线电波通信,就能实现大容量的数据传输。9 _( Z2 a/ o' z. p9 _* K* b& _
但对于星地链路来说,这种做法就比较难了。因为无线电波要穿过大气层,这样一来,无疑就损耗了电波的能量。; c2 P9 ^: J4 Y% H7 h
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再加上雨衰因素,雨滴对无线电波不断吸收和散射,让电波继续衰减。在这种情况下,大容量通信就不易实现了。
4 h0 Z( v, G# n% t2 S& u+ j也正因如此,所以马斯克的星链,传输速度只有几百Mb/s。毕竟星链运用的就是传统微波通信,在星地链路上确实力有未逮。
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相反,长光卫星就优势尽显了。依靠激光通信卫星,长光卫星早在2023年4月,就实现了星地10Gbps的传输速度。. O, a x% Z1 b! D, V
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; B; |; r! i }: L5 t到了2024年1月,长光卫星又实现了星间10-100Gbps的传输。三个月后,长光卫星更是将星间激光的通信距离,从500公里扩展到了2000公里,让性能更进一步。
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现如今,长光卫星的成果就是实现了星地100Gbps传输。可见,在玩卫星这块,长光卫星的实力并不比星链差,有时候甚至还要强上许多。
+ \; \$ n8 ] n' n吉林一号星座
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按照长光卫星科研人员的说法,届时这些发射升空的激光卫星,将与吉林一号星座展开合作。真到了那个时候,估计我国的商业卫星市场,又能得到进一步开发了。
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啥?不知道吉林一号星座是干什么用的?从有关资料来看,吉林一号星座是全球最大的亚米级商业遥感卫星星座。
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8 p+ q* Z# c: N( m' H! u. I+ x整个一期工程,由138颗卫星组成,其中包括多光谱、红外、宽幅、高分、视频等卫星。截至到2023年6月,吉林一号星座的在轨卫星数量,已经增至108颗。
8 C9 ~1 | k# ?5 ]/ c( M$ @- N利用这108颗卫星,吉林一号星座可对全球任意地点,实现每天35-37次访问。这番技能,就问你厉不厉害?1 [5 _' R- ?) F& B# g
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除此之外,吉林一号星座还具备全球一年覆盖3次、中国一年覆盖9次的能力。累计覆盖面积高达1.34亿平方公里,相当于全球陆地面积的99.98%。5 o$ z4 \" _/ a
. b" R$ ?1 f1 k7 `可见,吉林一号星座虽然一直待在天上,但其“耳目”早已渗透到了地球上的各个角度。4 V6 c8 v7 y1 X
据相关人员介绍,吉林一号星座启动后,最快可在11分钟内,响应紧急任务。无论是地理测绘、农林生产,还是生态保护、智慧城市,都能被吉林一号星座轻松拿捏。) G% d) ^0 X7 I
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如此看来,这座星座还真就做到了天地无极,万里追踪。但凡你被它盯上,就算跑到三十三重天外天,估计也难逃法网了。* d; s C5 H* F! N
/ L6 [1 B: @% A! F; K( s在2016年4月16日的时候,吉林一号光学A星还灵机一动,拍到了美国费城海军造船厂的影像。: W* R5 M. g* q
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老美还没反应过来,咱们就已经拿着拍来的图片逐一分析了。什么叫实力?这就叫实力。
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- b: E: X2 y2 J激光地球探测卫星9 o3 O5 D* a, t, @2 G9 z: Q( z
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抛开吉林一号星座不谈,咱们继续回到激光卫星这边。话说除了激光通信卫星以外,其他的激光卫星还有哪些呢?2 D% i0 Y4 k7 ?
, W' E- F- p6 r; t: p6 X2 v关于这个问题,咱们做以下详解:
9 A8 {7 r& u. G# k u首先就是激光地球探测卫星。比如我国的观澜号卫星,就是一个典型例子。. ?" Q ~- F7 b( n7 G
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9 m2 I) }( j' T! _: s- x按照相关科研人员的说法,观澜号卫星可以对500米以下的海洋目标进行监测,让任何潜艇无处藏身。这样看来,只要观澜号卫星一出手,那他国潜艇基本上就无所遁形了。
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这时候有人可能有疑问了,观测水下500米,这个操作很难吗?
" v# D+ a! U# l( N0 J严格来讲,确实很难。很多人可能不知道,水面下的200米以内,被称为有光层。而超过了200米,那就是无光层了。
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( w1 F$ H5 L' f$ K要想在无光层里窥探到东西,几乎是难上加难。在这种情况下,就只能依靠激光,来穿透水体,进而开启透视模式。3 u6 ]$ d( l. S0 Y" F" F: o6 a
理论上,只要激光卫星的功率足够大,最大探测深度甚至可以达到1000米。可见,激光卫星只要利用的好,分分钟把海底看穿。" |8 ?7 A# Z- X. `/ x2 `% r V
激光相对论卫星
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除了激光探测卫星以外,还有一款名为激光相对论卫星的装置,也很吸引人。
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" ~5 e5 n2 ~) s% V* ?这款激光相对论卫星,由意大利的科研团队研制。它于2012年发射升空,如今一直漂浮在太空中,进行着自己的实验。
& o" p3 G( t! P5 u8 C按照相关设施人员的说法,激光相对论卫星由金属钨制成。它的主要用途,就是为了验证广义相对论中的时空拖拽效应。6 a1 `8 v) k% b. U3 @" k
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广义相对论认为,引力的产生,是源于时空的曲率。+ e' g$ v8 [, `* l# d1 W, S
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) F3 e; T0 B( [( u8 `8 T( \所以假如相对论正确的话,那么地球的转动,就会带着周围的时空一起旋转。在这种情况下,就能扰动激光相对论卫星的轨道了。
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( U, u6 C5 H- l1 B1 b1 L& j不得不说,意大利人造的这款卫星,还真是脑洞大开。如果时空拖拽效应真的被验证成功的话,那接下来的科技发展方向,说不定又得转一转了。2 x& {7 g& Q$ _( S# M$ D- p
天基激光武器卫星系统
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! l' Z+ }7 E# |7 i: A, y3 u当然了,激光卫星的出现,不仅仅用于民间和科研领域。在某些时候,它也能用在军事领域。比如美国的天基激光武器,就是一个典型代表。) z4 U" o. n' ~4 `
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天基激光武器的概念,最早诞生于冷战时期。当时苏联在军事方面的武器囤量,明显强于美国。所以美国必须加紧研制新型武器,才能对苏联进行压制。
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于是乎,一款名为天基激光武器的卫星系统,便在图纸上闪亮登场了。
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4 X5 ^4 X: T9 J7 f4 M, G$ u, y7 P从相关资料来看,美国将在高度1300千米、倾角40°、不同升交点赤经的圆轨道上,部署24颗激光作战卫星。; W' ]# G. F8 I, v+ V) K# i; e
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这些激光作战卫星,搭载了发射功率30兆瓦的激光器,以及直径10米的主反射镜。, v/ E; @8 p8 p2 j: w
一旦武器启动,每颗激光卫星可以轻松摧毁以其为中心、球径为4000公里内的所有导弹,可谓是大杀特杀。, u; D- o2 G6 c0 G; A8 M
: {0 L1 g p5 [( a( G按照设计人士的说法,如果导弹轨迹与激光角度相近,那么卫星在0.5秒之内,就可摧毁这枚导弹。就算二者角度相差太大,卫星也能在2-5秒之内,将其彻底拿下。4 X# f$ I( [: J# X
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为此,美国还特意构思出了一个“金爪计划”。
9 G1 [ l( `/ z8 m+ T, G按照部分美国科学家的设想,如果苏联同时发射2000枚洲际导弹,以天基激光卫星每秒击落40枚的速度来算,仅需短短50秒,就能将苏联洲际导弹全部消灭。
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不得不说,在卫星军用化这方面,美国确实是想法多样,层出不穷。0 S; h3 c3 R k
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3 H B/ c- A% Q0 j( x3 D当然了,美国在研发激光卫星武器,我国自然也不甘落后。( f7 z% q8 W" f6 s5 U
由于这份武器属于国家机密,所以我国目前暂未公布。但从某些部分分析人士的口中可以得知,我国激光武器的威力,可以在顷刻间摧毁美国的星链系统。
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9 \% t6 E1 }8 q9 w a如此看来,在玩星际战争这方面,我国的实力也是不容小觑的。
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0 ]9 t# n5 j3 ~2 \8 K当然,针对中国的激光卫星武器,很多人可能不信。这也很正常,要知道,六代机的研发,当年也有人不信。但现在呢?还不是一样翱翔蓝天出来了?
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可见,只要一门心思做一件事,全神贯注投入下去,终有一日会出成果。当咱们的激光卫星武器登场之日,就是其他国家震惊之时。
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环球网【中国实现星地激光100Gbps超高速高分辨遥感影像传输】" a% z+ n* h2 X# F) m k2 n3 ~
环球网【一箭五星 中国成功发射高速激光钻石星座试验系统】: o0 }3 u9 y, J6 {; M- g
观察者网【中国首次实现!“领先马斯克的星链”】+ c8 G, D5 ~2 i8 |$ x
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