低轨 vs 高轨

地球同步轨道卫星（约 3.6 万公里）：单颗覆盖范围大，三颗就能覆盖除两极外的全球。但距离远，往返延迟约 240 毫秒，且火箭发射和卫星成本高。

低轨星座（500–1200 公里）：距离近，往返延迟可低至 20–40 毫秒，接近地面光纤水平。但单颗卫星覆盖范围小，要全球覆盖就需要成百上千颗。

为什么要这么多颗

低轨卫星以约 7.5 km/s 的速度绕地球飞行，绕一圈约 90 分钟。对地面某个点来说，单颗卫星的可见时间只有几分钟。

要保证任何时刻、任何地点都有卫星在头顶，就必须在多个轨道面上部署足够多的卫星，并形成无缝接力。

这直接决定了星座规模是"千颗级"而非"几十颗级"。

技术挑战

一、星间链路。 早期星座依赖地面信关站中转，卫星必须"看得见"地面站才能传输数据。现代大型星座引入激光星间链路，让卫星之间直接通信，数据可以在太空中接力传输，大幅降低对地面站的依赖。

二、相控阵天线。 卫星高速移动，用户终端也需要在卫星间快速切换。传统的机械抛物面天线跟不上，需要电子扫描的相控阵天线——通过控制阵列中每个单元的相位，实现无机械运动的波束指向改变。

三、批量生产。 要部署上千颗卫星，必须像造汽车一样造卫星，而不是像造艺术品一样。这要求高度标准化和流水线生产。

四、轨道资源与频谱。 国际电信联盟（ITU）对轨道位置和无线电频率的分配有规则，且有时限要求——申请后必须在规定年限内部署一定比例，否则资源失效。这迫使各 operator 加快部署节奏。

五、寿命与更替。 低轨卫星受稀薄大气阻力影响，轨道会缓慢衰减，设计寿命通常 5–7 年。这意味着星座需要持续补网发射，是一个永不结束的循环。

应用场景

  • 偏远地区、海洋、极地的宽带接入；
  • 航空与航海的移动通信；
  • 应急通信（地震、海啸后地面设施损毁）；
  • 政务、能源、农业的专网通信。

一个现实争议

大规模星座带来的问题不只是技术性的：

  • 天文观测干扰：卫星反射阳光，在长时间曝光的天文照片上留下条纹；
  • 空间碎片风险：卫星数量激增，碰撞概率上升；
  • 轨道资源占用：先到先得可能挤压后发国家。

这些已成为国际航天治理的重要议题。

说明：本文为卫星通信的公开知识整理。