厉害了,火箭送完卫星还能织出一张全球WiFi网

发布时间 : 2019-09-03     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  火箭末级是运载火箭的最后一级,在完成将卫星送入预定轨道的职责后,通常会功成身退,成为“太空垃圾”。如何让火箭末级“变废为宝“呢?近日,火箭院的设计人员赋予了末级又一项功能,使它成为实现全球联网的载体。

  

△火箭末级网络自主运行 


  全球联网的设想指世界各国提出的在太空通过卫星提供通信网络服务方案,然而不论是SpcaeX公司的“星链”还是国内推出的产品,在实施中都绕不开高成本的问题。

  那么有没有一种可能,既可以实现网络来自太空愿景,让地球上任何一个角落都能够享受无处不在的全球互联网服务,又可以节约成本、提升网络服务质量呢?
  答案是有的。来看看火箭院的“火箭互联网”。
  “火箭互联网”顾名思义,就是用火箭来联网服务。该方案设计人员李喆介绍,发射前,我们让火箭末级携带一个通信网络载荷。当末级与卫星分离后,开启其通信组网功能,就能使“漂”在轨道的末级迅速在太空组成一张全球Wifi网,向世界任意地区的用户提供高带宽的互联网服务。而且与用卫星组建互联网的方案相比,“火箭互联网”还有成本低、安全性高、联接快、全覆盖等优势。 


低成本的全球互联网 


  火箭末级在与卫星分离后,火箭的末级仍会在星箭分离的轨道上运转,最后渐渐坠入大气层烧毁,但这是一个漫长的过程。比如,长征三号甲系列运载火箭向地球同步转移轨道发射卫星时,其末级(第三级)可能在轨“漂”数年甚至数十年之久。

  

 

△火箭末级分离示意图 


  李喆介绍,据一些公开资料显示,我国在轨火箭末级将达上百个,这就为“火箭互联网”方案提供了先决条件。如果将这些火箭末级作为互联网的承载平台,就可以省去如“星链”这样的太空互联网计划,需要大规模火箭发射导致的昂贵开销,也可以避免卫星数量剧增导致的太空拥堵。

  同时,“火箭互联网”不需在地面大规模建基站,通过火箭末级平台就能完成在线信息处理与分发交换,这又能进一步降低网络建设成本和维护成本。 


网络安全固若金汤 


  除了能使信号覆盖全球且成本低以外,“火箭互联网”方案还能让网络固若金汤,信息不外泄。李喆介绍到,火箭末级间相联采用了目前安全性最高的技术方案,密钥随机生成,且一次一密。通过这样的方式,能够有效阻挡第三方对网络的入侵和诱骗,阻止黑客对信息的截获和破译,实现通信范围能到哪里,安全性就能同时覆盖到哪里。

  


△火箭互联网络的安全技术



网络互联比眨眼还快 


  更为独特的是,研发人员还为火箭组网设计了智能化的互联方式,使在太空中火箭末级能够自己自由的互联,瞬间组建好网络。

  李喆介绍,每个火箭末级就像一个WIFi热点,当两个末级的信号彼此覆盖时,能在约10毫秒的时间内完成互联,组成一条信息链路。这个速度有多快呢?人眨一下眼需要100毫秒时间,也就是说,在我们的眼睛一闭一睁的十分之一时间里,信息链路就组成了。 

  


△火箭末级互联,提供信息接入服务 


  到这也许还有人会担心,如果组网中的一个火箭末级坠落或者出故障时,是不是会影响网络呢?李喆说,正常来讲,三个火箭末级信号相联,就能建立起通信网络。越多的末级加入,只是会让网络覆盖范围更大,某个末级的退出并不会影响网络的运行。 


网络无缝全球覆盖 


  李喆介绍,用火箭末级形成的互联网一旦建成,意味着全球都能享受到网络无缝覆盖的服务,就算在海上、沙漠、雪山等偏僻的地方也可以通过这样的网络成功联网,再也不用担心没信号、网速慢、不安全的问题了。

  另外,大多数卫星距离地球约36000公里。相比卫星,火箭末级所在轨道更靠近地球,因此这样信号传输的损耗更小,所以能够为用户提供更好的上网体验。
  目前,该方案已经完成了实验室级的原理性验证,方案合理可行,标志着火箭院已经掌握了这项技术,后续还将对该技术方案作进一步的研究,待技术成熟后,尽早进入应用阶段。

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