太空探索技术公司,是一家充满想象力的公司!
人类第一名宇航员王宝贤
想象力是科学探索的前提的,首先需要有想法,然后才能去实现它,这是所有科学家成功的前提。
说者无心,听者有意,虽然只是妻子的随口一说,但是却让张凯德的脑海中掀起了头脑风暴。
以至于在接下来的假期之中,张凯德完全没有闲情逸志看漫画了,而是专注的开始了研究,不过因为手里没有计算机,许多数据都无法进行计算。
休假结束的第一天,张凯德早早的就来到了公司,上午九点四十分,艾略特来到公司的时候,就看到了张凯德正对着电脑屏幕上的卫星轨道图皱眉,见状,艾略特就有些疑惑的说问道:
“你不是度假刚结束了吗?怎么一上班就来这么早?”
“永定的沙滩确实舒服,但有个问题一直卡在我脑子里。”
张凯从桌子上掏出一迭画满线条的草稿纸,说道:
“我妻子在度假时开玩笑说,我连她在海岛打电话的需求都满足不了,可我们二十年前就实现了月球到地球的通信。你说,为什么地球上反而有这么多通信盲区?”
艾略特拿起草稿纸,上面歪歪扭扭画着岛屿、基站和信号波纹,他笑着指了指其中一段:
“你这画的是移动电话基站?群岛地区基站覆盖成本太高,运营商肯定不愿意投入。但月球通信靠的是中继卫星,难道你想把这套技术搬到地球来?”
“正是这个想法。”
张凯德眼睛一亮,这时候王宇翔也走了过来,他是太空通信专家。
“王宇翔,你之前负责过近地卫星的信号优化,过来一起聊聊。”
王宇翔放下手里的工作快步走过来:
“怎么,刚度假回来就有新点子了?”
在公司的技术研讨室。研讨室的投影幕上,正显示着传统地球静止轨道卫星的参数图,3.6万千米的轨道高度被用红色箭头重点标注。张凯德指着屏幕,语气严肃:
“你们看,二十年来一直在用的地球同步轨道通信卫星,虽然能覆盖大范围,但3.6万千米的高度带来的问题太明显了——四分之一秒的语音延迟,还有四五公斤重的卫星电话,普通人根本没法随身携带。我妻子在永定连个电话都打不通,就是因为这种传统通信方式根本没法覆盖偏远地区。”
作为太空通信专家的王宇翔推了推鼻梁上的眼镜,说道:
“确实,地球同步轨道通信卫星就像悬在高空的固定信号塔,覆盖范围虽广,但距离太远,信号损耗和延迟都没法解决。之前有团队尝试过用它做民用通信,最后都因为设备太大、体验太差不了了之。”
艾略特直接说道:
“那如果把卫星轨道降低呢?比如降到几百公里的高度,就像把地面基站搬到空中。这样一来,信号传输距离大大缩短,延迟和损耗都会减少,说不定还能实现手机直连卫星。”
“我也是这么想的。”
张凯德眼前一亮,从文件夹里拿出一迭计算稿:
“这几天我算了很多组数据,传统地球同步轨道通信卫星的通信终端之所以大,就是因为需要强大的信号接收器来捕捉远距离信号。如果轨道高度降到几百公里,终端体积就能大幅缩小,甚至能做成普通移动电话大小。”
王宇翔接过计算稿,快速浏览后皱起眉头:
“但低轨卫星覆盖范围小,要实现全球通信,需要多少颗才行?如果数量太多,发射和维护成本会很高,公司不一定会批准,卫星是很贵的。”
三人围在桌前,开始埋头计算。张凯德在白板上画出极地轨道的示意图:
“我们可以把卫星放在极地轨道上,这样卫星能覆盖地球的南北两极,避免出现通信盲区。我初步计算了一下,轨道高度780km,轨道倾角86.4°,轨道周期111分钟,每颗卫星设置3500个信道,服务寿命5到10年,这样的参数下,多少颗卫星能实现全球覆盖?”
艾略特立即对着电子计算机输入数据,公司的超级计算机,只用了几分钟就给出了答案:
“按照这个参数,每颗卫星的覆盖范围大约能覆盖地球表面的1.5%,要实现无缝覆盖,最少需要66颗卫星。这个数量比传统方案少很多,成本也在可控范围内。”
“66颗?这确实是个最优解。”
王宇翔兴奋地说:
“用最少的卫星实现移动电话直连太空,既能降低成本,又能满足全球通信需求。而且每颗卫星5000个信道,足够应对初期的用户量,服务寿命也能保证长期收益。”
张凯德却没有立刻点头,他沉思片刻后说:
“66颗虽然能实现覆盖,但万一有卫星出现故障,或者遇到极端天气影响信号,很可能会出现通信中断。为了确保通信质量,我们是不是应该增加几颗卫星作为备份?”
艾略特点点头:
“有道理。低轨卫星受大气阻力影响,轨道可能会发生偏移,需要定期调整。如果增加11颗卫星,总共77颗,就算有几颗卫星需要维护或出现故障,也能保证全球通信不中断。”
王宇翔在白板上更新了卫星数量:
“77颗卫星,按照780km的极地轨道分布,每颗卫星的覆盖区域能完美衔接,备份卫星还能随时补充。这样一来,不仅解决了传统地球同步轨道通信卫星的延迟和终端过大问题,还能确保通信的稳定性,真正实现‘在地球上任何空旷地方都能打电话’的目标。”
张凯德看着白板上77颗卫星的分布图,露出了笑容:
“就是这样!传统通信卫星因为高度太高,一直无法满足民用的便捷需求。我们的77颗低轨卫星方案,把轨道降低,数量优化,既解决了技术难题,又控制了成本。等方案通过后,我一定要第一时间告诉妻子,她的一个玩笑,真的要改变全球通信格局了。”
他接着说道:
“我现在就去申请方案评审,相信这个方案一定会让公司高层眼前一亮。说不定用不了多久,无论是太洋的孤岛,还是南极的科考站,人们都能用移动电话轻松拨通电话。”
一个伟大的计划,往往始于不经意的一个想法,玛丽亚无论如何都没有想到,她的随口一说,却在某种程度上改变了人类的命运。
在接下来的三年之中,工程师们一直在为之努力着——研制卫星,并不仅仅只是卫星,他们还需要研制移动电话,不仅如此,计算轨道以及成本,也都是需要考虑的事情,当然,最重要的是要争取到出资方。
此时此刻,在卫星中心内,李毅安看着眼前的卫星,目光中带着惊愕。
“……所以,张凯德提出的低轨全球个人卫星移动通信系统,该系统设计为77颗小型卫星,分布在距离地面785km的7个轨道平面上,因与化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转类似,因此得名“铱星”系统……”
袁家骝在介绍着“铱星”系统的时候,他的神情中充满了得意,在某种程度上来说,这个项目将是他在太空探索技术公司的最后一个影响全人类的项目。
而听在李毅安的耳朵里,他所感慨的是什么呢?更多的是世界的神奇。
谁能够想到这个世界科学家们居然也选择了同样的一个名字。或许这就是专属于科学家的浪漫,他们在起名的时候,有意无意的总是会和科学相互联合在一起。
“根据设计每颗铱星星座质量970千克左右,功率为1200瓦,采取三轴稳定结构,位于极地轨道780km的高度,轨道倾角86.4°,轨道周期111min,每颗卫星的信道为3580个,服务寿命5至10年。
与静止轨道卫星通信系统明显不同,铱星的特点低轨、高速、信损小、通信质量高,无需专门地面接受站,仅通过一部移动电话就能实现在地球上的任何地方电话讯号拨出和接收……”
接着,袁家骝从工作人员的手中拿出了一部移动电话,递给李毅安,说道:
“这就是我们研制的移动电话。”
接过这部移动电话,李毅安首先感受到是它的重量——大概只有700克左右,大小比初代移动电话稍微小了一点儿,但又比现在市场主流的移动电话大。
可能无论如何,一旦铱星在太空中组网,它就可以在地球上任何一个地方,随时随地进行通话。
这恰恰也正是他的优势所在。
“在地球上,无论是在南北极还是在大海或者沙漠或者戈壁,任何毫无人烟的远离人类文明的地方,有了它都可以随时随地进行通话,不仅可以通话,而且还可以发送短信。”
在说出铱星的优势的时候,袁家骝的神情是激动的,毕竟,这个系统将会为他的职业生涯画上一个圆满的句号。
“根据计划,我们将会用苍穹火箭一次发射十一枚铱星,从而完成一个轨道的部署,只需要发射7次就可以完成铱星在太空中的部署。
考虑到苍穹火箭是可回收再利用的。它的发射成本大概是相当于一次发射。
从成本上来说,甚至比我们发射一枚地球静止轨道通信卫星还要便宜,所以军方非常乐意提供资金……”
袁家骝稍微停顿了一下,然后又补充道:
“当然电话公司也愿意提供资金,支持发射,事实上这个项目最初就是由电话公司提供的资金支持,毕竟,sEA是个岛国,而且我们的城市是高度集中的,在城市之外还有很多地区是移动蜂窝网络无法覆盖的,所以,他们非常乐意在这个项目上提供资金支持。”
其实,这也是李毅安对这个项目没有任何了解的根本原因,就是因为这个项目一开始压根就不是什么“大项目”。
它的资金虽然是军方提供的。
但是就整个资金规模来说并不大,毕竟,军方有很多大项目,况且,这个项目还有电话公司提供资金。
因为不需要大撒币,所以自然也就不需要官邸来决定是否进行这个项目的。
当然了,这个项目最后的开支确实不少,但是就目前来说,它只是一个试验项目,只有在取得相应的成果之后,才需要大撒币,那个时候,才需要官邸的批准。
也正因如此,李毅安才会对其一无所知,事实上,现在的太空探索技术公司正在推动的几千个项目之中,他所了解的是非常有限的,顶多也就只有十几个罢了,其它的,大抵上都是……一无所知。
“根据电话公司的计算,有了这个系统,他们将会在全世界范围内得到至少100万个用户。”
袁家骝在说话的时候特意加重了语气。
“全世界所有的飞机,商船以及所有偏远的地区都需要我们的铱星提供移动通信服务,我个人觉得100万个用户是非常保守的,或许会更多。可能会达到几百万。
毕竟,全世界每一个角落,随时随地都有人需要通信。嗯,随时随地都有人需要打电话,无论是个人还是官方,他们总是有这样的需求的,在某种程度上来说,他就是地面基站的代替品。”
看着神情颇为骄傲的袁家骝,李毅安想了一下,然后问道:
“它可以上网吗?哦,我是说,它可以连接国际互联网吗?”
人类第一名宇航员王宝贤
想象力是科学探索的前提的,首先需要有想法,然后才能去实现它,这是所有科学家成功的前提。
说者无心,听者有意,虽然只是妻子的随口一说,但是却让张凯德的脑海中掀起了头脑风暴。
以至于在接下来的假期之中,张凯德完全没有闲情逸志看漫画了,而是专注的开始了研究,不过因为手里没有计算机,许多数据都无法进行计算。
休假结束的第一天,张凯德早早的就来到了公司,上午九点四十分,艾略特来到公司的时候,就看到了张凯德正对着电脑屏幕上的卫星轨道图皱眉,见状,艾略特就有些疑惑的说问道:
“你不是度假刚结束了吗?怎么一上班就来这么早?”
“永定的沙滩确实舒服,但有个问题一直卡在我脑子里。”
张凯从桌子上掏出一迭画满线条的草稿纸,说道:
“我妻子在度假时开玩笑说,我连她在海岛打电话的需求都满足不了,可我们二十年前就实现了月球到地球的通信。你说,为什么地球上反而有这么多通信盲区?”
艾略特拿起草稿纸,上面歪歪扭扭画着岛屿、基站和信号波纹,他笑着指了指其中一段:
“你这画的是移动电话基站?群岛地区基站覆盖成本太高,运营商肯定不愿意投入。但月球通信靠的是中继卫星,难道你想把这套技术搬到地球来?”
“正是这个想法。”
张凯德眼睛一亮,这时候王宇翔也走了过来,他是太空通信专家。
“王宇翔,你之前负责过近地卫星的信号优化,过来一起聊聊。”
王宇翔放下手里的工作快步走过来:
“怎么,刚度假回来就有新点子了?”
在公司的技术研讨室。研讨室的投影幕上,正显示着传统地球静止轨道卫星的参数图,3.6万千米的轨道高度被用红色箭头重点标注。张凯德指着屏幕,语气严肃:
“你们看,二十年来一直在用的地球同步轨道通信卫星,虽然能覆盖大范围,但3.6万千米的高度带来的问题太明显了——四分之一秒的语音延迟,还有四五公斤重的卫星电话,普通人根本没法随身携带。我妻子在永定连个电话都打不通,就是因为这种传统通信方式根本没法覆盖偏远地区。”
作为太空通信专家的王宇翔推了推鼻梁上的眼镜,说道:
“确实,地球同步轨道通信卫星就像悬在高空的固定信号塔,覆盖范围虽广,但距离太远,信号损耗和延迟都没法解决。之前有团队尝试过用它做民用通信,最后都因为设备太大、体验太差不了了之。”
艾略特直接说道:
“那如果把卫星轨道降低呢?比如降到几百公里的高度,就像把地面基站搬到空中。这样一来,信号传输距离大大缩短,延迟和损耗都会减少,说不定还能实现手机直连卫星。”
“我也是这么想的。”
张凯德眼前一亮,从文件夹里拿出一迭计算稿:
“这几天我算了很多组数据,传统地球同步轨道通信卫星的通信终端之所以大,就是因为需要强大的信号接收器来捕捉远距离信号。如果轨道高度降到几百公里,终端体积就能大幅缩小,甚至能做成普通移动电话大小。”
王宇翔接过计算稿,快速浏览后皱起眉头:
“但低轨卫星覆盖范围小,要实现全球通信,需要多少颗才行?如果数量太多,发射和维护成本会很高,公司不一定会批准,卫星是很贵的。”
三人围在桌前,开始埋头计算。张凯德在白板上画出极地轨道的示意图:
“我们可以把卫星放在极地轨道上,这样卫星能覆盖地球的南北两极,避免出现通信盲区。我初步计算了一下,轨道高度780km,轨道倾角86.4°,轨道周期111分钟,每颗卫星设置3500个信道,服务寿命5到10年,这样的参数下,多少颗卫星能实现全球覆盖?”
艾略特立即对着电子计算机输入数据,公司的超级计算机,只用了几分钟就给出了答案:
“按照这个参数,每颗卫星的覆盖范围大约能覆盖地球表面的1.5%,要实现无缝覆盖,最少需要66颗卫星。这个数量比传统方案少很多,成本也在可控范围内。”
“66颗?这确实是个最优解。”
王宇翔兴奋地说:
“用最少的卫星实现移动电话直连太空,既能降低成本,又能满足全球通信需求。而且每颗卫星5000个信道,足够应对初期的用户量,服务寿命也能保证长期收益。”
张凯德却没有立刻点头,他沉思片刻后说:
“66颗虽然能实现覆盖,但万一有卫星出现故障,或者遇到极端天气影响信号,很可能会出现通信中断。为了确保通信质量,我们是不是应该增加几颗卫星作为备份?”
艾略特点点头:
“有道理。低轨卫星受大气阻力影响,轨道可能会发生偏移,需要定期调整。如果增加11颗卫星,总共77颗,就算有几颗卫星需要维护或出现故障,也能保证全球通信不中断。”
王宇翔在白板上更新了卫星数量:
“77颗卫星,按照780km的极地轨道分布,每颗卫星的覆盖区域能完美衔接,备份卫星还能随时补充。这样一来,不仅解决了传统地球同步轨道通信卫星的延迟和终端过大问题,还能确保通信的稳定性,真正实现‘在地球上任何空旷地方都能打电话’的目标。”
张凯德看着白板上77颗卫星的分布图,露出了笑容:
“就是这样!传统通信卫星因为高度太高,一直无法满足民用的便捷需求。我们的77颗低轨卫星方案,把轨道降低,数量优化,既解决了技术难题,又控制了成本。等方案通过后,我一定要第一时间告诉妻子,她的一个玩笑,真的要改变全球通信格局了。”
他接着说道:
“我现在就去申请方案评审,相信这个方案一定会让公司高层眼前一亮。说不定用不了多久,无论是太洋的孤岛,还是南极的科考站,人们都能用移动电话轻松拨通电话。”
一个伟大的计划,往往始于不经意的一个想法,玛丽亚无论如何都没有想到,她的随口一说,却在某种程度上改变了人类的命运。
在接下来的三年之中,工程师们一直在为之努力着——研制卫星,并不仅仅只是卫星,他们还需要研制移动电话,不仅如此,计算轨道以及成本,也都是需要考虑的事情,当然,最重要的是要争取到出资方。
此时此刻,在卫星中心内,李毅安看着眼前的卫星,目光中带着惊愕。
“……所以,张凯德提出的低轨全球个人卫星移动通信系统,该系统设计为77颗小型卫星,分布在距离地面785km的7个轨道平面上,因与化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转类似,因此得名“铱星”系统……”
袁家骝在介绍着“铱星”系统的时候,他的神情中充满了得意,在某种程度上来说,这个项目将是他在太空探索技术公司的最后一个影响全人类的项目。
而听在李毅安的耳朵里,他所感慨的是什么呢?更多的是世界的神奇。
谁能够想到这个世界科学家们居然也选择了同样的一个名字。或许这就是专属于科学家的浪漫,他们在起名的时候,有意无意的总是会和科学相互联合在一起。
“根据设计每颗铱星星座质量970千克左右,功率为1200瓦,采取三轴稳定结构,位于极地轨道780km的高度,轨道倾角86.4°,轨道周期111min,每颗卫星的信道为3580个,服务寿命5至10年。
与静止轨道卫星通信系统明显不同,铱星的特点低轨、高速、信损小、通信质量高,无需专门地面接受站,仅通过一部移动电话就能实现在地球上的任何地方电话讯号拨出和接收……”
接着,袁家骝从工作人员的手中拿出了一部移动电话,递给李毅安,说道:
“这就是我们研制的移动电话。”
接过这部移动电话,李毅安首先感受到是它的重量——大概只有700克左右,大小比初代移动电话稍微小了一点儿,但又比现在市场主流的移动电话大。
可能无论如何,一旦铱星在太空中组网,它就可以在地球上任何一个地方,随时随地进行通话。
这恰恰也正是他的优势所在。
“在地球上,无论是在南北极还是在大海或者沙漠或者戈壁,任何毫无人烟的远离人类文明的地方,有了它都可以随时随地进行通话,不仅可以通话,而且还可以发送短信。”
在说出铱星的优势的时候,袁家骝的神情是激动的,毕竟,这个系统将会为他的职业生涯画上一个圆满的句号。
“根据计划,我们将会用苍穹火箭一次发射十一枚铱星,从而完成一个轨道的部署,只需要发射7次就可以完成铱星在太空中的部署。
考虑到苍穹火箭是可回收再利用的。它的发射成本大概是相当于一次发射。
从成本上来说,甚至比我们发射一枚地球静止轨道通信卫星还要便宜,所以军方非常乐意提供资金……”
袁家骝稍微停顿了一下,然后又补充道:
“当然电话公司也愿意提供资金,支持发射,事实上这个项目最初就是由电话公司提供的资金支持,毕竟,sEA是个岛国,而且我们的城市是高度集中的,在城市之外还有很多地区是移动蜂窝网络无法覆盖的,所以,他们非常乐意在这个项目上提供资金支持。”
其实,这也是李毅安对这个项目没有任何了解的根本原因,就是因为这个项目一开始压根就不是什么“大项目”。
它的资金虽然是军方提供的。
但是就整个资金规模来说并不大,毕竟,军方有很多大项目,况且,这个项目还有电话公司提供资金。
因为不需要大撒币,所以自然也就不需要官邸来决定是否进行这个项目的。
当然了,这个项目最后的开支确实不少,但是就目前来说,它只是一个试验项目,只有在取得相应的成果之后,才需要大撒币,那个时候,才需要官邸的批准。
也正因如此,李毅安才会对其一无所知,事实上,现在的太空探索技术公司正在推动的几千个项目之中,他所了解的是非常有限的,顶多也就只有十几个罢了,其它的,大抵上都是……一无所知。
“根据电话公司的计算,有了这个系统,他们将会在全世界范围内得到至少100万个用户。”
袁家骝在说话的时候特意加重了语气。
“全世界所有的飞机,商船以及所有偏远的地区都需要我们的铱星提供移动通信服务,我个人觉得100万个用户是非常保守的,或许会更多。可能会达到几百万。
毕竟,全世界每一个角落,随时随地都有人需要通信。嗯,随时随地都有人需要打电话,无论是个人还是官方,他们总是有这样的需求的,在某种程度上来说,他就是地面基站的代替品。”
看着神情颇为骄傲的袁家骝,李毅安想了一下,然后问道:
“它可以上网吗?哦,我是说,它可以连接国际互联网吗?”
