近年來，我國(guó)正在加快部署衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，通過在地球低軌道部署上萬(wàn)顆通信衛(wèi)星，構(gòu)建覆蓋全球的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，可廣泛應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)寬帶接入、海洋與航空通信、應(yīng)急救災(zāi)等多元場(chǎng)景。

這張網(wǎng)將由哪些關(guān)鍵技術(shù)“連起來”？產(chǎn)業(yè)端如何布局相關(guān)產(chǎn)品、突破核心技術(shù)？

總臺(tái)央視記者 蘇童：我手里這部手機(jī)正在通過我們頭頂上方400多公里外的衛(wèi)星訪問互聯(lián)網(wǎng)，這也是中國(guó)第一個(gè)低軌寬帶通信的試驗(yàn)星座。高清視頻可以流暢播放，需要說明的是，這是一個(gè)由八顆衛(wèi)星構(gòu)成的試驗(yàn)星座，只有在每顆衛(wèi)星過境幾分鐘的時(shí)間窗口才可以連接上互聯(lián)網(wǎng)。而中國(guó)正在建設(shè)的是一個(gè)由萬(wàn)顆衛(wèi)星以上構(gòu)成的巨型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，能夠持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星要解決的第一件事，就是如何讓地面用戶連上衛(wèi)星。在一家衛(wèi)星公司的生產(chǎn)車間，即將交付的星載微波天線正在做覆蓋范圍和信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試。一塊金色的面板，就是決定了衛(wèi)星能否同時(shí)服務(wù)大量地面用戶的核心載荷之一——相控陣天線。

銀河航天相控陣設(shè)計(jì)師 薛瑞豪：不用靠傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，可以通過電信號(hào)、通過指令，讓它瞬間對(duì)微波波束進(jìn)行改變。可以把它理解成一種同時(shí)打出8束光束的舞臺(tái)燈，打向地球8個(gè)不同的區(qū)域位置。

低軌衛(wèi)星繞地球一圈一般不到2個(gè)小時(shí)，過頂時(shí)間極短，傳統(tǒng)的機(jī)械天線既跟不上、也盯不準(zhǔn)用戶。而平板的相控陣天線完全取消了機(jī)械部件，靈活度高、掃描時(shí)間快，更符合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景需求。

北京郵電大學(xué)信通學(xué)院副教授 孫耀華：低軌衛(wèi)星相對(duì)地面是高速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度可以達(dá)到1秒鐘7.8公里。相控陣天線的波束切換可以達(dá)到毫秒級(jí)，切得非常快。以后的低軌衛(wèi)星，一顆衛(wèi)星上可能至少是3到4副相控陣天線。

要把相控陣天線做得更大，還要能適配火箭整流罩，并且在強(qiáng)輻射和變溫條件下更穩(wěn)定可靠，這些對(duì)工程設(shè)計(jì)提出了更高要求。

信號(hào)送上衛(wèi)星后，下一個(gè)問題就是上萬(wàn)顆衛(wèi)星在軌道上怎么彼此互聯(lián)，完成這項(xiàng)任務(wù)的是一束比頭發(fā)絲還細(xì)的激光。

今年4月，國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)“星間激光+星地微波”多模態(tài)融合接續(xù)傳輸，也就是數(shù)據(jù)由地面發(fā)射，經(jīng)衛(wèi)星之間的激光鏈路轉(zhuǎn)發(fā)后，再返回地面實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。

相控陣天線和星間激光設(shè)備都已經(jīng)開始批量上天，而整條信號(hào)鏈路還有最后一段正在研發(fā)升級(jí)當(dāng)中——那就是衛(wèi)星到地面信關(guān)站的傳輸通道。在自適應(yīng)光學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究人員正在一臺(tái)光學(xué)平臺(tái)上調(diào)試一束激光——他們正在攻關(guān)自適應(yīng)光學(xué)矯正技術(shù)，讓激光穿過大氣湍流之后還能夠準(zhǔn)確照射到衛(wèi)星上。就在前不久，團(tuán)隊(duì)在云南成功完成一次試驗(yàn)，對(duì)4萬(wàn)多公里外的同步軌道衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了上下行的雙向激光通信，鏈路穩(wěn)定超過3小時(shí)。