“Starlink”将五大高精尖黑科技应用于卫星和火箭制造、空天与地面通信等领域

根据马斯克提交美国联邦通信委员会的公开资料显示，五大高精尖黑科技将应用于卫星和火箭制造，空天与地面通信等领域，技术加持之下产业注入更强动力。

(一)  通信系统：星间链路激光通信是 是 SpaceX保密层级最高的核心技术，有望大幅提升空天与地面数据传输速率。SpaceX提交 FCC 的公开文件里披露了卫星性能、覆盖分析、干扰分析，碰撞风险等多维度信息，但相关细节并未进一步展示。卫星+互联网（5G/6G）大背景下，此前 Mb/s 级别数据传输速率已无法承载，需大幅提升至10-100Gb/s 级别。激光通信作为此背景下的关键技术之一，其高频率、宽频带的独特性能，单通道的数据传输达 20Gb/s 以上，随着波分复用等技术的研发进步通信容量仍有广阔上升空间。

激光结合 IP-less协议拉动通信速率飞速升级的同时，相关配套软硬件。 实现更新换代。IP-less协议中，万余颗卫星各自作为服务端的去中心化 P2P 通信架构与区块链技术极度吻合，激光通信在这一架构中，借助半导体激光器的超小的外形体积、极高的转换效率、结构简单等优点，其发射和接收望远镜口径更小、重量更轻、通信质量更高。我国由于起步较晚， 目前在空间激光通信领域与欧美、日本等国际领先水平存在 一定

(二)  推进系统：Starlink 首次采用氪离子推进系统 ，优异性能助力商业航天高水平 发展。一颗Starlink 卫星配备 4 台霍尔离子电推，该技术推力小、比冲高。相比传统的化学推进方式，离子推力器工质质量小，在已实用化的推进技术中最为适合长距离航行。相比氧化化合物的推进剂，离子推进剂质量更轻，这对于极致追求发射成本和在轨成本的商业航天至关重要，也对美国的航天工业产能提出了挑战，有报道称 6 次发射 360 颗卫星所需的 1440 台霍尔电推已超过美国航天工业一年的产能。

( 三)  能源系统：单个太阳能电池阵设计， 转换效率高同时 极大简化系统 。马斯克在 Starlink 计划上依然坚持钟爱的“第一原理”：卫星通信本质上是卫星所能产生的太阳能利用效率的问题。Starlink 单个太阳能电池阵中，卫星太阳帆板砷化镓电池片转换效率为 30～35%，组件厚度小于 1 毫米，具备良好高能量密度以及特殊环境耐受性能，标准部件的使用简化了制造和集成过程。

Starlink氪离子推进系统

资料来源：公开资料

Starlink 太阳能电池阵

资料来源：公开资料

(四)  运载火箭：高科技加持引发讨论，传统火箭发射产业迎来颠覆性变革。SpaceX 火箭因其脑洞大开的技术在航天界产生诸多讨论，争议主要集中在回收技术和多发动机控制技术，三个猎鹰 9 号火箭组成的猎鹰 9 重型火箭,共计搭载 27 台发动机,这是人类从未持续成功过的设计。SpaceX 通过增加火箭有效载荷和复用次数，充分节约商业成本，正在深刻影响着传统火箭发射产业。

( 五)  射频技术：Starlink 向 向 Q/V  频段发起冲击，相控阵射频技术面临提性能降成本的新挑战。由于通讯容量和资源频率有限，Starlink 的通信波段正在实现从传统Ku/Ka 波段到 Q/V 波段的过渡，Q/V 波段资源丰富，V 波段仍然有大量的连续大宽带可选择使用，由于雨衰现象的存在，技术实现对星上射频器件的要求也进一步加大，首批 Starlink 卫星底部安装的 4 套相控阵天线系统，可以实现极高的数据量发送和转发，同时据称成本也相比常规容量通信卫星低一个数量级。

猎鹰 9 重型火箭共计搭载 27 台发动机

资料来源：公开资料

Starlink 卫星底部安装的四块相控阵天线

资料来源：公开资料

硬核科技之外，商用现货产品的合理降级运用大幅降低制造成本，也是关键之一。电子元器件按照温度、抗辐射、抗干扰、精密度等维度，大致分为 5 类：商业级、工业级、汽车工业级、军工级、宇航级。由于商用器件随着半导体技术的突飞猛进，以及航天器对微电子性能要求的提高，通过系统设计的方式，在可接受、预测、控制的范围内降级使用 COTS（Commercial-Off theShelf，商用现货产品）是重要的研究方向，20 世纪 90 年中期至现在，COTS 器件的空间应用研究处于全面发展阶段，而我国由于传统航天对成本不够敏感，该领域尚处于起步阶段。

Starlink 中应用的高科技

资料来源：公开资料