歐洲打造新一代中軌通信星座!容量達數(shù)個Tb,美軍成首個軍事用戶

北京時間2023年4月29日06:12,搭載O3b mPOWER 3/4通信衛(wèi)星的“獵鷹九號”運載火箭,從卡納維拉爾角太空軍基地SLC-40工位點火起飛,約2小時零27秒,星箭分離完成,雙星進入近地點2775千米、遠地點7000千米、傾角9.6度的中地球轉(zhuǎn)移軌道(MTO)。至此,O3b mPOWER星座第2對衛(wèi)星成功發(fā)射。
星座容量高達數(shù)個Tb!往返通信時延僅0.15秒
O3b mPOWER 3/4通信衛(wèi)星為總部位于盧森堡的SES GLOBAL(歐洲衛(wèi)星公司)所有,并由其子公司 O3b(Other 3 billion)負責運營,由總部位于加州埃爾塞貢多(El Segundo, Calif)的波音衛(wèi)星系統(tǒng)公司(Boeing Satellite Systems)研制,單星發(fā)射質(zhì)量約2噸。

O3b mPOWER 3/4基于波音BSS-702X衛(wèi)星平臺研制而來,采用全電力推進系統(tǒng),配備波音首個軟件驅(qū)動有效載荷,搭載了電子掃描相控陣天線(Electronically steered phased-array antennas,ESPA),工作于Ka波段,擁有5000多個數(shù)字波束(digitally formed beams),單個波束最大通信速率達到10Gbps(每秒傳輸1.25GB數(shù)據(jù),并非每個波束能同時使用該峰值速率),往返通信時延小于150毫秒(0.15秒)。發(fā)射升空后,O3b mPOWER 3/4將使用自身電力推進系統(tǒng)花費數(shù)月時間升軌至工作軌道。

O3b mPOWER 3/4通信衛(wèi)星為歐洲衛(wèi)星公司推出的第二代中地球軌道(MEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng)(也稱O3b mPOWER星座)的3號星和4號星。O3b mPOWER星座由11顆MEO衛(wèi)星構(gòu)成,運行在高度8000千米的MEO上,可以覆蓋全球96%的地區(qū)。該星座的總通信容量達到數(shù)個Tbps(1Tbps即每秒傳輸125GB數(shù)據(jù)),平均每顆衛(wèi)星通信容量達到數(shù)百Gbps。

目前,O3b mPOWER星座1/2雙星已于北京時間2022年12月17日成功發(fā)射,目前正在進行在軌檢測,星座總計升空衛(wèi)星已達4顆。6月底之前,O3b mPOWER 5/6雙星將由“獵鷹九號”發(fā)射升空,而星座僅需6顆衛(wèi)星就能初步提供全球通信服務(wù),使得SES有望在今年第三季度開啟O3b-mPower星座的商業(yè)服務(wù)。今年底前,O3b mPower 7/8雙星將由“獵鷹九號”發(fā)射,最后3顆衛(wèi)星則將于2024年由“獵鷹九號”發(fā)射,最終完成星座組網(wǎng)。
中軌通信衛(wèi)星星座有自己獨特的優(yōu)勢。相較于高軌通信星座,中軌通信星座具有時延低、功率要求小的優(yōu)勢;相較于低軌通信星座,中軌通信星座具有覆蓋面積廣、連續(xù)通信時間長的優(yōu)勢,是構(gòu)建通信星座的另種選擇。

歐洲衛(wèi)星公司是第一家在全球范圍內(nèi)提供差異化和可擴展的(differentiated and scalable)GEO-MEO服務(wù)的公司。SES專注于兩個關(guān)鍵業(yè)務(wù)部門——SES視頻和SES網(wǎng)絡(luò)端到端解決方案(end-to-end solutions)增值服務(wù)。該公司為廣播公司、內(nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商、移動和固定網(wǎng)絡(luò)運營商、政府等提供衛(wèi)星通信服務(wù)。衛(wèi)星由盧森堡貝茲多夫(Betzdorf, Luxembourg)、美國馬里蘭州伍德拜(Woodbine, Maryland)、英屬直布羅陀(Gibraltar, United Kingdom)的SES地面站控制。
目前,已注冊O(shè)3b mPOWER星座的主要客戶包括云服務(wù)提供商微軟、郵輪運營商公主郵輪(Princess Cruises)、智能網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商馬林克(Marlink)、寬帶和在線商務(wù)服務(wù)提供商Jio Platforms、電信運營商奧蘭治(Orange)、移動電話運營商巴西克拉羅(Claro Brasil)、移動電話運營商沃達豐庫克群島(Vodafone Cook Islands)、盧森堡政府(需經(jīng)議會批準)和電信運營商厄瓜多爾CNT(CNT Ecuador)等公司和政府機構(gòu)。
軍民兩用!美太空軍深度參與
值得注意的是,O3b mPOWER星座引入了軍事用途。美國太空軍在2024年的預(yù)算中撥款5900萬美元,用于從歐洲衛(wèi)星公司采購O3b mPower衛(wèi)星通信服務(wù)。

此次采購由2022年設(shè)立的北約簽約機構(gòu)(NATO contracting vehicle)實施,后者用于為各國采購商業(yè)衛(wèi)星通信服務(wù)。美國和盧森堡都同意根據(jù)北約全球衛(wèi)星通信商業(yè)合同(NATO’s Global Commercially Contracted Satellite Communications)購買mPower衛(wèi)星通信服務(wù)。根據(jù)該協(xié)議,O3b mPower星座的一部分將分配給美國和盧森堡用于國防和安全用途。
位于弗吉尼亞州雷斯頓(Reston, Virginia)的SES空間和防務(wù)公司(SES Space&Defense)是歐洲衛(wèi)星公司在美國子公司,為美國軍方提供服務(wù)。多年來,美國國防部一直是歐洲衛(wèi)星公司O3b中地球軌道通信星座的客戶,并與后者簽署了下一代中地球軌道通信星座O3b mPower的第一份軍用合同。
美國太空軍(U.S. Space Force)太空系統(tǒng)司令部(Space Force’s Space Systems Command)國際事務(wù)主任迪安娜·賴爾斯(Deanna Ryals)在盧森堡舉行的政府衛(wèi)星通信會議(GovSatcom conference)會議上發(fā)表講話時表示,他們將進入一個專注于混合架構(gòu)、彈性和綜合作戰(zhàn)能力的未來(hybrid architectures, resiliency and combined warfighting capabilities),正在建立的混合架構(gòu)包括商業(yè)合作伙伴和國際合作伙伴的國家主權(quán)系統(tǒng)。該體系結(jié)構(gòu)中的MEO圈層將被稱為“國防部mPower”(“DoD mPower”)。賴爾斯補充道,未來的所有架構(gòu)都將是這樣的……一個國防部專門打造、盟友的國家主權(quán)系統(tǒng)和商業(yè)能力(DoD purpose built, our allies’ national sovereign systems, and commercial capabilities)的結(jié)合體。

目前,在西方通信衛(wèi)星領(lǐng)域,衛(wèi)星應(yīng)用軍民融合已是一種長期的趨勢,這種融合具有跨越國界、深度合作的特點。具體而言,西方國家軍方采購的商業(yè)衛(wèi)星通信服務(wù)是作為專用軍事衛(wèi)星通信的補充而存在的。
作者:大白高國