随着卫星在北极上空的高椭圆轨道上运行,挪威航天有限公司(Space Norway)的项目将从2024年起在整个北极地区提供宽带覆盖。这家国有公司的项目主管说:“这有助于表明挪威对高北政策是认真的。”
明年秋天,两颗卫星将被发射到太空,首次为整个环北极地区提供宽带覆盖。
北极卫星宽带任务(Arctic Satellite Broadband Mission)是由挪威航天有限公司签署的,该公司隶属于挪威贸易、工业和渔业部(Norwegian Ministry of Trade, Industry, and Fisheries)。
这次发射将在美国西海岸进行,由埃隆·马斯克(Elon Musk)的太空探索技术公司(SpaceX)赞助。
这些卫星将沿着高椭圆轨道运行。这意味着它们将沿着北极高海拔上空缓慢移动(约43公里)并在较近的距离(约8100公里)迅速通过南极。
当两者重叠时,卫星在北纬68度提供连续宽带——这大致是北极圈的运行路径。
“高北地区长期以来一直被政府视为挪威最重要的战略优先区域。该项目有助于表明挪威对其高北政策是认真的,”挪威航天有限公司北极卫星宽带任务的项目主任Kjell-Ove Orderud Skare对挪威高北新闻(High North News)说。
需求巨大
“在北极地区,长期以来对基于卫星的宽带的需求一直没有得到满足。今天用于通信的地球同步卫星在高北地区的覆盖范围很小。你也许可以发送电子邮件,但不能上网冲浪或发送大量数据,”Skare说。
地球同步卫星在赤道上空35800公里的地球同步圆形轨道上运行。在北纬75度以北的地区,例如斯瓦尔巴群岛(Svalbard)和北极之间,与这类卫星的通信不是有限的、不稳定的,就是不可用的。
“我们的出发点是,挪威当局在北极有很大的责任,例如在搜索和救援、渔业管理、石油泄漏准备和维护主权等方面。例如,挪威海岸警卫队(Norwegian Coast Guard)在北极水域航行时使用的卫星电话,其范围和容量都有限。作为一家国有企业,我们的工作就是寻找机会来满足政府在太空相关方面的需求。”
“宽带通信是每个在北极地区活动的人都需要的,无论是在海上、空中还是在地面。”
用于军事领域和居民生活
“如果你在挪威北部的峡湾或山谷中,在地球同步卫星的覆盖范围内,这也会帮助你获得连接。这对特罗姆斯郡(Troms)境内大山深谷的军队非常重要,”Skare说。
他指出,可靠的高速通信接入对平民来说也将有巨大的实用价值。
“对于在北方航行的渔船和其他类型的船只来说,日常生活将完全不同。民航也是如此。例如,一些航空公司从欧洲飞往美国的航线过于靠北,以至于与地球同步卫星失去了联系。当北极高椭圆卫星投入使用时,这些飞机将拥有无缝宽带接入。高北地区的研究人员也将能够发送与现在完全不同的数据量。”
北极卫星宽带任务的合作伙伴和客户恰恰是军事和民用的参与者:挪威武装部队(Norwegian Armed Forces)、美国武装部队(American Armed Forces)、英国商业卫星运营商Inmarsat和欧盟委员会(European Commission)。
北极卫星将配备有效载荷,能够在军用和民用频段运行,而欧盟将有一个由挪威IDEAS公司制造的辐射监测器。
自掏腰包
挪威航天有限公司长期致力于北极卫星项目的分析、评估和资助。这项工作始于2014年。随后又与挪威武装部队和向挪威提供宽带服务的国际海事卫星组织签署了协议。
美国武装部队也与该公司联系,希望在阿拉斯加提供宽带覆盖,欧盟委员会报告称,希望绘制卫星将进入的辐射环境,因为未来将发射新的伽利略导航卫星。
该项目决定于2019年实施。以前没有做过类似的事情的一个关键原因是价格太高。
“国际海事卫星组织长期以来一直希望在北极地区建立覆盖能力,但这将比他们作为我们客户支付的费用贵得多。通过这个项目,费用在几个参与者之间分配,因此这个解决方案非常具有成本效益。”
“除了武装部队共同支付外,挪威政府也不会为此付出任何代价。资金来自银行贷款和国家股权,我们将连本带利偿还。”
在美国建造和发射
这些卫星目前正在美国弗吉尼亚州诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)的工厂中建造。
“建设于2019年开始。最初,这些卫星计划在2022年底前准备好发射,但我们和其他建造大型建筑的人一样,面临着一些挑战。然而,所有的部件现在已经被送到了工厂,将被组装在一起并进行测试。”
在发射期间和整个太空航行过程中,卫星将暴露在极端的影响下。为了让它们做好准备,每个部件将像在太空中一样接受等效温度、振动和辐射的测试。
就尺寸而言,每颗卫星都将像一辆面包车,当太阳能电池板展开时,“翼展”为27米。当经过南极点时,它们将进入休眠阶段,在那里它们将给电池充电。
如前所述,这次发射也将由太空探索技术公司在美国进行。具体来说,它将在加利福尼亚州的范登堡空军基地(Vandenberg)进行。
“一枚70米高的猎鹰9号火箭将同时发射两颗卫星。这将是非常特别的,”项目主管满怀期待地说。
将在特罗姆斯郡操作
挪威航天有限公司的子公司HEOSAT和位于挪威北部特罗姆斯郡的康士伯卫星服务有限公司(Kongsberg Satellite Services)将合作运营这两颗寿命为15年的卫星。
一个组合团队将从特罗姆斯岛顶部的康士伯卫星服务有限公司操作中心操作卫星控制,在那里大型地面卫星将与各自的卫星通信。
“康士伯卫星服务有限公司还代表我们在巴尔杜福斯(Bardufoss)新建了一个地面站。有了这个地面站,我们就有了一个备用的解决方案:如果在特罗姆斯郡的地面站发生了什么问题,我们可以利用巴尔杜福斯的地面站,反之亦然。”
“对于地面和空间之间的连续接触,卫星和尾随卫星移动的天线之间有传输阶段。这些卫星每轨道使用16个小时,其中10个小时处于活动状态。这使得它们重叠了大约两个小时,它们都覆盖了北纬65度以北的整个地区,结果是24/7的覆盖,”他解释道。
卫星上的有效载荷将由客户自己操作。挪威武装部队将从位于挪威南部的卫星站操作其有效载荷,而美国武装部队将从位于阿拉斯加的地面站进行同样的操作。Inmarsat将从伦敦的技术中心与卫星进行通信。
其他国家也很感兴趣
挪威航天有限公司和挪威武装部队也与丹麦、英国和加拿大进行了多年的对话,这些国家都希望连接到卫星项目。
如前所述,通过反潜弹道导弹的宽带覆盖将是绕极的,但不包括占该地区一半的俄罗斯。
“俄罗斯的北极覆盖实际上是可能的,但鉴于乌克兰战争,并不适用。国际海事卫星组织是一个商业机构,可以向俄罗斯方面出售导弹,但他们没有这样做的计划。俄罗斯人实际上对这个项目没有表现出任何兴趣,但我很确定他们正在密切关注。”他指出。
总而言之,一些国家和许多用户将能够从挪威的创新项目中受益。
“这个过程非常令人兴奋。许多人认为这是不可能实现的,”Skare笑着继续说道:
“这将使挪威成为北极卫星通信的核心参与者。不同的国家现在将聚焦挪威,而不是通过挪威连接其他国家,这是常态。”
翻译:夏添