上周，EchoStar 旗下休斯公司（Hughes Network Systems）將其Jupiter 3號(hào)衛(wèi)星（又稱(chēng) EchoStar XXIV）送入地球同步軌道，目標(biāo)是將互聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍擴(kuò)展到陸基傳輸以外。這顆巨大的休斯衛(wèi)星使用了 SpaceX 的獵鷹重型火箭平臺(tái)，旨在改善農(nóng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)連接，其方法與 SpaceX 的 StarLink 類(lèi)似。

圖為Jupiter 3 號(hào)衛(wèi)星被送往卡納維拉爾角之前的樣子，折疊后大小與一輛校車(chē)差不多，展開(kāi)后比一架商用客機(jī)還要大。圖片由休斯公司提供

Jupiter 3 號(hào)衛(wèi)星重達(dá) 2 萬(wàn)多磅（超過(guò)9噸），是迄今為止發(fā)射的最大商業(yè)衛(wèi)星之一。雖然這樣的重量需要最大的推進(jìn)力才能發(fā)射，但Jupiter 3 號(hào)的尺寸對(duì)于衛(wèi)星達(dá)到預(yù)期性能是必要的。

在飛往地球同步軌道的途中，這顆最重的商業(yè)衛(wèi)星憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì)提供了前所未有的覆蓋范圍。

本文將詳細(xì)介紹這顆校車(chē)大小的衛(wèi)星內(nèi)部的技術(shù)，讓讀者了解設(shè)計(jì)和發(fā)射Jupiter 3 號(hào)衛(wèi)星所付出的工程努力。 

多波束連接

休斯公司設(shè)計(jì)的 " Jupiter 3 號(hào) "可為用戶(hù)提供超過(guò) 500 Gbps 的容量，單個(gè)速度可達(dá) 100 Mbps。為了達(dá)到這些指標(biāo)（而且還是從太空），該飛行器本身具有一些設(shè)計(jì)特點(diǎn)，使其在其他天基連接衛(wèi)星中獨(dú)樹(shù)一幟。

該飛船最令人印象深刻的工程壯舉可能是為Jupiter 3 號(hào)提供充足電力的 14 塊太陽(yáng)能電池板。在發(fā)射過(guò)程中，電池板折疊起來(lái)，以減小有效載荷的整體尺寸。然而，進(jìn)入軌道后，這些電池板使飛船的總長(zhǎng)度達(dá)到了 127 英尺（38.7米）。 

Jupiter 3 號(hào)衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池陣列已展開(kāi)，它使用該陣列和基于反射器的天線(xiàn)從地球同步軌道向地球表面供電和傳輸數(shù)據(jù)。

為了與地面站進(jìn)行通信，Jupiter 3 衛(wèi)星在Ka、Q 和 V 頻段運(yùn)行。這些頻段通過(guò) 300 個(gè)獨(dú)特的“點(diǎn)波束”將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面，這些波束覆蓋了廣闊的區(qū)域，而不會(huì)遇到容量問(wèn)題?；诜瓷淦鞯奶炀€(xiàn)產(chǎn)生這些波束以提高方向性——這是天基通信的另一個(gè)重要指標(biāo)。

天空中的新星座

在完全進(jìn)入距地球表面 22,000 英里(約35405公里)的地球同步軌道并完成啟動(dòng)測(cè)試后，Jupiter 3 號(hào)衛(wèi)星將正式加入休斯星座，開(kāi)始為北美和南美的客戶(hù)提供服務(wù)。

該衛(wèi)星將使用 Ka 波段和 V 波段向消費(fèi)者和網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送信息，并使用 Q 波段從連接的網(wǎng)關(guān)接收信息。在通過(guò) SpaceX 獵鷹重型火箭首次發(fā)射后，機(jī)載推進(jìn)器將對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行必要的精確定位。

地面網(wǎng)關(guān)可與木星衛(wèi)星星座一起使用，向衛(wèi)星傳輸信息。圖片由休斯提供

太空探索技術(shù)公司（SpaceX）是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng) StarLink 平臺(tái)的幕后公司，幫助潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手發(fā)射衛(wèi)星似乎有悖常理。不過(guò)，SpaceX 和休斯公司都占據(jù)著各自的空間領(lǐng)域，這使它們?cè)讵?dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域大有用武之地。StarLink 衛(wèi)星星座位于低地軌道，而Jupiter 3 號(hào)則位于地球同步軌道。這種軌道高度上的差異（1,200 英里對(duì) 22,000 英里）創(chuàng)造了一種無(wú)需切換的恒定無(wú)線(xiàn)鏈路，但代價(jià)是更高的延遲。因此，高速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)可能是各組織之間的合作努力。

隨時(shí)隨地連接

雖然現(xiàn)在稱(chēng)Jupiter 3 號(hào)任務(wù)成功還為時(shí)過(guò)早，但目前的結(jié)果表明，發(fā)射到目前為止正在按計(jì)劃進(jìn)行。在完成部署并連接第一批客戶(hù)后，分析師可以更好地將衛(wèi)星的性能與其他星座進(jìn)行比較。

消費(fèi)者并不是唯一應(yīng)該慶祝這款產(chǎn)品成功推出的人；這顆地球同步寬覆蓋衛(wèi)星為設(shè)計(jì)人員提供了針對(duì)新興應(yīng)用的新連接方法，例如用于農(nóng)業(yè)或氣候科學(xué)的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。