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为满足全球不断增长的卫星宽带接入需求,全球多家企业纷纷开始打造非静止轨道卫星星座,提供全球宽带互联网接入服务。这些企业中既有波音、O3b、Telesat、ViaSat等老牌企业,也有SpaceX、OneWeb、Audacy、Karousel、Kepler和Theia等初创公司。
1、系统概述
OneWeb 并不是第一家发射卫星建立星座系统提供互联网服务、但以破产告终的企业:
1999 年,铱星公司由于未能吸引到足够的客户支持业务而申请破产,此前该公司成功发射了 66 颗卫星。2002 年,由比尔盖茨支持的 Teledesic 公司因成本原因申请破产,此前只发射了 66 颗卫星。对于 OneWeb 的命运,铱星首席执行官 Matt Desch 也表示,大型星座系统的建造是需要资本密集的,投资者必须非常耐心,因为回报不会立竿见影。但很不幸,OneWeb 的投资者没有耐心。计划发射低地球轨道宽带通信卫星的英国卫星互联网公司OneWeb于 2015年6月底宣布已从多家公司融资5亿美元,并签署了至少60次发射合同。
Oneweb 公司前身是成立于 2012 年的世界唯优(WorldVu)卫星有限公司,该公司曾收购天空之桥(SkyBridge)公司,并获得相关卫星频谱资源。Oneweb 建设的目标是要为世界偏远地区或互联网基础社会是建设落后地区提供价格适宜的网络连接。美国时间 2 月7 日,在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场,联盟号火箭为 OneWeb 公司成功发射了 34 颗小型宽带卫星,标志着该公司今年多次发射活动的开始。OneWeb 的卫星通信服务计划从2020 年北极地区首个商业服务开始,并于 2021 年为包括发展中国家及偏远地区在内的全球提供服务。截至 3 月底,Oneweb 已发射 74 颗卫星。公司 2014 年提出一个耗资 30 亿美元打造 648 颗小卫星的星座计划,即“Oneweb”星座。截止目前,Oneweb 公司已通过多轮融资,募集资金约 34 亿美元。其中,2015 年的 PreA轮融资获得 5 亿美元,投资方包括英国维珍银河公司、美国高通等。2019 年,Oneweb公司发射首批卫星后,又获得日本软银集团、墨西哥萨利纳斯集团、美国高通和卢旺达政府约 12.5 亿美元的投资。
OneWeb此前已得到来自高通和维珍集团的投资,而本次的投资方除了此前我们报道过的空中客车集团,可口可乐公司、印度巴蒂集团、美国休斯网络系统公司(Hughes Network Systems)、Totalplay和Intelsat也参与此轮5亿美元的融资。
OneWeb公司称,这5亿美元将用于其648颗卫星星座的进一步研发。投资OneWeb的公司包括空客、维珍、国际通信卫星组织(Intelsat)、高通以及休斯网络系统公司。OneWeb还宣布与阿里安公司签订了联盟运载火箭21次和维珍银河Launcher One火箭39次的发射合同,用以部署和补充卫星星座。
据OneWeb介绍,此轮融资将继续用于卫星技术的研发,包括为移动运营商建造地面站,通过LTE和Wi-Fi提供上网服务等。OneWeb的目标是2019年启动互联网服务,地面站将由休斯网络系统公司建造,此前他们已经通过对地静止轨道卫星为某些地区提供了高速卫星互联网服务。
OneWeb创始人格雷格·维勒(Greg Wyler)在此前的一份声明中表示:“通过我们和我们富有远见的投资商的共同努力,这项计划有望在2019年完成。我们已经掌握了很多关键性优势,例如我们的管理系统,卫星研发技术,同时我们在全球50个国家和地区都有运营商。”
据悉,维勒创立的另一家公司O3b Networks也向赤道地区提供了高速卫星互联网服务。OneWeb的野心不仅仅局限于某些新兴市场,而是提供覆盖全球的互联网服务。因此,OneWeb还决定与卫星通信公司Intelsat组成联盟。
2、技术参数
多种创新方式确保用户通信不中断。OneWeb 卫星在非赤道上空运行时,单颗卫星可产生16 个 Ku 频段波束,实现波束多重覆盖,保障用户终端始终处于波束覆盖区内,减少因低轨卫星运行速度过快使用户终端不断切换卫星造成的信号终端等通信质量损失。在赤道上空运行时,OneWeb 卫星采用“逐步倾斜”(progressive pitching)技术,对姿态和发射功率进行调整,使卫星不会发出和接受干扰信号,减少与高轨道静止卫星的干扰。赤道附近的用户则通过转向合作伙伴国际通信卫星公司的“史诗”系列卫星,保证通信不会间断。
由于OneWeb系统的卫星波段与几颗GEO卫星的波段重叠,所以OneWeb系统设计时,需要考虑当处在低轨道的卫星遮挡了GEO卫星的播发信号的场景。OneWeb官方简单的介绍了其Progressive Pitch技术来避免对GEO卫星的影响:OneWeb系统的每颗卫星有16个波束,有一些波束是安装在卫星背面是追踪波束,当从地面观测到GEO卫星的视线被OneWeb卫星遮挡时,OneWeb卫星就会关掉追踪波束,来避免影响,当OneWeb卫星处在非干扰区,会从新打开追踪波束。
高安全性的开放式架构,三阶段布局全球。OneWeb 星座采用开放式架构,可在原有系统基础上通过增强新卫星提升星座整体容量。根据 Oneweb 官网信息,星座建设分 3 个阶段展开。
1) 第一阶段发射 648 颗 Ku/Ka 频段卫星,分布在高度 1200km、倾角 87.9°的 18 个轨道面,每个轨道面部署约 40 颗卫星,相邻轨道面间隔 9°,星座容量达 7Tbit/s,可为用户提供峰值速度为 500Mbit/s 的宽带服务,地-星-地时延约为 50 毫秒。
2) 第二阶段计划于 2021 年开启,通过增加 720 颗 V 频段卫星,轨道高度与第一阶段一致,星座容量达到 120Tbits/s,该阶段计划于 2022 年完成;
3) 第三阶段计划于 2023 年开启,增加 1280 颗 V 频段卫星,运行在更高的中地球轨道,使星座容量达到 1000Tbit/s 并计划于 2025 年为全球超过 10 亿用户提供宽带服务。
OneWeb作为空间互联网初创公司,成立于2012年。Oneweb计划发射900颗卫星,这900颗卫星由OneWeb Satellites公司(OneWeb公司与AirBus公司合资子公司)设计制造。OneWeb背后的金主有SoftBank, Intelsat, Coca-Cola等,原计划于2027年实现全球通信的覆盖,归咎原因于2020年爆发的疫情,OneWeb于3月28日正式申请破产保护,卫星星座后续如何发展,只能拭目以待。OneWeb系统由720颗卫星构成,分布在18个极轨轨道面上(与Iridium系统类似),每个轨道面有40个卫星,轨道高度为1200km。在OneWeb系统的介绍中一般是12个轨道面,每个轨道面49颗星,就可以实现地面95%以上的面积实现低延迟和高速通信覆盖。
OneWeb在轨卫星:OneWeb目前总在轨卫星74颗卫星:2019年2月27日发射了最早的6颗卫星,2020年2月6日发射了34颗卫星,2020年3月21日发射了34颗卫星。2018年3月,OneWeb向FCC申请的Ku波段卫星数由720颗增加到1980颗。
OneWeb计划将卫星发射到低地球轨道上,与其他卫星相比,这种卫星离地球更近,这样一来就可以减少信号的延迟,但是这种信号的覆盖范围却是有限的。而Intelsat运营的卫星网络位于对地静止轨道,因此双方的合作可以取长补短,实现共赢。
OneWeb系统构成和特性
OneWeb系统由地面网络、在轨卫星、用户终端构成。地面网关和在轨卫星通过Ka波段进行互联,在轨卫星和用户终端通过Ku波段进行互联。
OneWeb 通信网络通过下一代低地球轨道 (LEO) 卫星星座实现,该星座由 100 颗卫星组成,轨道距离约 1,200 公里,相互协调工作,形成世界上最大的覆盖范围。与轨道运行距离约为 36,000 公里的现有地球同步 (GEO) 卫星解决方案不同,OneWeb 卫星星座距离地球更近,因此可提供卓越的低延迟移动宽带用户体验。最重要的是,OneWeb 网络将与地面网络集成,以扩展 3G、4G LTE(包括 LTE Unlicensed)和 Wi-Fi 服务,使消费者能够利用庞大的移动设备生态系统。
OneWeb 通信网络为地面小型基站提供卫星回程,通过各种使用和商业模式,在更多地方为更多人带来高性能互联网接入,例如:
OneWeb卫星通信系统系统组成如下如所示:
“对地静止轨道和低地球轨道两种服务的互补,能实现地球两极的连接。这对一些特定的移动应用非常重要,例如为汽车行业提供的服务等。”Intelsat公司CEO斯蒂芬·斯宾格勒说。作为协议的一部分,Intelsat购买了OneWeb公司2500万美元的股份。
同时,OneWeb还宣布已经阿丽亚娜太空公司和维珍银河公司签署协议,他们将执行卫星发射的任务。
2017-2019年,阿丽亚娜将利用联盟号火箭为OneWeb完成21次卫星发射任务,实现卫星的全面部署。协议中还附加了2021年之后的发射任务,包括联盟号火箭5次,阿丽亚娜6号火箭3次,以便补充其卫星网络。而维珍银河将利用Launcher One完成39次发射任务。
OneWeb此举将对竞争对手SpaceX造成压力。SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)曾考虑过与OneWeb合作,但最终决定发展自己的卫星互联网服务。
OneWeb低轨道卫星系统将由大约720颗卫星以及在轨备份星构成,并且卫星数量还可进一步增加。除了LEO卫星星座,OneWeb还计划建设一个由1280颗卫星构成的中轨道(MEO)星座,并将根据服务需求和覆盖区域内的业务量在这两个星座之间动态分配业务。
OneWeb称自己的“第一代”初始星座卫星数量将会是882颗,新的星座运行在包括低地球轨道和中地球轨道、Ku和Ka波段的频谱上。一旦OneWeb卫星星座建成,其他任何非静止轨道轨星座就不能再使用OneWeb所占用的Ku频段。其竞争公司,如SpaceX、Leosat等公司的频谱规划都会受到冲击。
在技术上,OneWeb卫星星座与SpaceX、Telesat等竞争产品有着显著的区别。首先就是在光束足迹(beam footprint)和视场区域(field-of-view areas)的显着差异,SpaceX和Telesat具有可操纵和可塑造的用户光束,而OneWeb则采用固定光束。
在频率分配方面,OneWeb和SpaceX的用户链路使用Ku波段进,网关链路采用单极化,RHCP和Ka波段。Telesat的用户和网关链路则都为Ka波段。可见未来OneWeb和SpaceX用户链路,以及Telesat用户链路和OneWeb和SpaceX馈线链路都存在潜在的干扰影响。
3、Oneweb星座的制造
OneWeb 星座已经获得多国政府的支持,开放式架构满足国家安全监管需求。根据Oneweb 官网信息,2017 年,美国联邦通信委员会已授权 Oneweb 第一阶段计划在美国开展低轨卫星互联网服务。2018 年获欧空局“Oneweb 日出”计划的支出,该计划参与国包括英国、发过、意大利、荷兰、西班牙、瑞士和加拿大。其中,英国航天局 2019 年率先投资 2330 万美元,助力该星座建设。OneWeb 星座通过全球布设关口站使卫星联网,此方式相较于星间链路会产生更多的时延,但有效迎合了各国安全监管需求。取消星间链路还可以进一步简化卫星设计,降低了卫星在轨运行时发生故障的风险。
在卫星生产制造方面,由于一网星座规模达到千颗量级,交付周期也比普通地球同步轨道卫星(GEO)更严苛,以传统制造商的现有AIT设施、延续现有的研制模式,根本无法满足这种需求。在此之前,泰雷兹-阿莱尼亚航天公司保持着每周生产1颗“下一代铱星”卫星的记录,而一网公司则提出1天至少3颗卫星的出厂速度,将达到卫星产业界前所未有的交付水平。为了应对大规模星座交付和部署的压力,一网公司开辟了极具创新特点的自动化生产线模式,其与空客防务与航天公司合作积极利用后者在飞机制造领域“未来工厂”理念,推进卫星研制流程创新。
根据官方最新披露的信息,该生产线将包括载荷、星载电子设备、推进系统以及太阳能电池板等四条独立装配、独立测试的并行模块组装线,部件完成组装测试之后,进入整星总装生产线(FAL),按序进行集成,再对整星测试后出厂。1条生产线共包括30个组装或测试工位,每个工位分配2名工人,可实现最快1天1星的出厂能力。
整个生产线将分利用智能装配工具、大数据控制、机器人、增强现实工具以及自动测试系统等数字化手段,加速AIT流程。此外,该生产线具备的自动化技术、测试设备和数据采集能力,能够为工厂性能和程序改进提供分析方法,同时还能够对生产过程中出现的异常情况进行接近实时的检测并进行修正,确保可靠性。
在 OneWeb星座建设的需求牵引下,其供应商也纷纷投资建立全新的生产线,或对现有设施进行改造,以满足紧凑的进度和庞大的生产量。其星敏感器供应商法国Sodern公司主要负责为900颗卫星提供1800副星敏感器,该公司正在开发一条新的生产线,未来用于OneWeb星座上的星敏感器,将是传统设备质量和体积的1/10,而价格则只有1/100到1/50的水平。其太阳能电池板供应商美国SolAero公司为了保证满足卫星生产要求,也正在实施一个1000万美元的项目,扩展其新墨西哥洲的工厂,投资标准化、自动化设备,以提升产量、降低成本并提高质量。在某种意义上,新兴星座的发展与行业的新变革之间存在着相互促进、相互影响的密切关系。
OneWeb 建立了完善的全产业链条生态。公司在卫星制造、发射、运行和营销等各个环节强力联合了软银集团、空客防务与航天公司、休斯网络系统公司、阿里安航天公司、蓝色起源公司、罗克韦尔·柯林斯公司、高通公司、可口可乐公司、俄罗斯信使公司、塔利亚公司、意大利因特马蒂奇公司等龙头企业,形成了一个利益集团。
Oneweb星座从终端技术、卫星组网、卫星制造、卫星发射到销售运营的各个环节,均采取了与众不同的合作模式、并选择了不同的合作伙伴,给传统的卫星工业格局带来巨大的观念改变和格局冲击。因此OneWeb星座使用的卫星具有以下特点:小型,低质量卫星,采用模块化设计;生产高生产率和低成本的新生产设备;利用现有的和成熟的技术;独特的模块化设计;强大的行业参与。
OneWeb 实现开创自动生产组装流水线实现卫星批产。为满足第一阶段星座多达 600 余颗卫星的快速部署需要,Oneweb 公司采用总多创新措施,可实现每月高达 40 颗卫星的批量化生产。在生产线方面,通过与空客公司合作并借鉴现代汽车制造业经验,创新地采用了世界首条卫星生产流水线,实现了一体化的设计、生产、总装与测试流程。在设计方面,基于模块化设计理念,将卫星分为若干块可独立组装测试的模块,实现快速集成,并将功能相似设备进行整合设计,以降低部件数量。在制造方面,大量采用协作机器人,自导引运输车等自动化措施,实现整星批产。
为了在如此短的时间内以前所未有的每周 15 颗卫星的生产率生产 900 颗卫星,必须对空间应用的设计和生产采取颠覆性方法。从组件选择、设备生产到卫星组装、集成和测试,整个计划都采用了按成本设计、从设计到制造和测试的方法。
来自其他行业的大规模生产和测试方法,包括先进的自动化水平,已被应用并与适应 OneWeb 星座大规模的既定空间方法相融合。将采用最先进的机器人、检查方法、测试设备和自动数据采集系统来支持端到端集成和测试活动。
OneWeb 卫星的重量为 200 公斤级,设计使用寿命为 5 年。它们的尺寸约为 1 mx 1 mx 1.3 m,具有两个外部太阳能电池板、电力推进装置和天线,用于 Ku 频段的用户链路和 Ka 频段的网关链路。当 OneWeb 卫星接近其预期使用寿命时,它将自动离轨,确保我们星球周围的空间对子孙后代保持自由和畅通,因此完全符合现有的 IADC(机构间空间碎片协调委员会) )规定。OneWeb 卫星插图
OneWeb Satellites 是 OneWeb 和空客 DS(国防与航天)的合资企业:
• Airbus DS 负责 OneWeb 卫星的设计和制造
• 首批 10 颗卫星将在图卢兹建造,以验证设计和制造流程
• 佛罗里达州KSC(肯尼迪航天中心)旁边正在建造一座卫星工厂。20)
- 8500万美元的设施
-面积超过 13,900 m 2
- 预计于 2018 年开业
- 最先进的组装和 I&T(集成和测试)。
• 生产合同
- 初步生产 900 颗卫星
- 每天 1-2 颗卫星的峰值生产率。
• 2017 年 6 月 27 日:OneWeb 在法国图卢兹开设了装配线,开始对其第一颗卫星进行端到端验证、测试和集成,预计将在九个多月后发射。21)
- 占地 4,600 m 2图卢兹工厂将用于验证以前所未有的规模制造高性能卫星所需的生产方法,消除任何潜在问题的风险,并为附近更大的多线 OneWeb 卫星工厂奠定框架佛罗里达州肯尼迪航天中心。最初的 10 颗试验卫星和图卢兹制造的卫星在经过一系列全面的测试后,将成为 OneWeb 卫星群中的第一颗。
- 受益于空中客车公司的工业和航天专业知识,该装配线将包括最先进的自动化、测试设备和数据采集功能,以缩短装配时间并提供分析工厂性能和流程改进的方法。这些卫星将提供有价值的在轨数据,以确认航天器的设计,并在必要时进行微调。它们还可以近乎实时地检测和纠正制造过程中的任何异常情况。
- 除了建设卫星舰队外,OneWeb Satellites 还将向空中客车公司提供这些超高性能卫星、平台和核心技术的定制版本,以支持其向全球其他商业和政府运营商进行第三方销售。来自庞大生产线的微型卫星将为那些希望从卫星为地球观测、传感器和电信市场带来的优势中受益的人们带来新的成本和性能范例。该设施的开发得到了 Bpifrance 在法国 PIA(Programme d'Investissements d'Avenir)计划框架内的支持。
- OneWeb 创始人兼董事长格雷格·惠勒 (Greg Wyler) 表示,该公司只有大约九个月的时间才能将第一批机队发射进入轨道。然后,如果一切顺利,OneWeb 将启动世界上最大规模的发射活动,每 21 天发射一次新卫星,不仅建造一个卫星群,而且建造一座数字桥梁,为全球数十亿未连接的人提供负担得起的宽带接入。
• 2017 年 10 月 25 日:OneWeb 创始人兼执行主席表示,正在建设新的卫星星座,其使命是到 2027 年缩小全球数字鸿沟,将高达 2.5 Gbit/s 的速度直接送达世界各地的家庭,格雷格·惠勒。22)
- 惠勒在参议院商业、科学和技术委员会举行的题为“商业卫星行业:现状和前景”的听证会上作证。Wyler 讨论了 OneWeb 通过该公司的全球卫星星座提供宽带互联网的方法,该卫星星座将从 2019 年开始为阿拉斯加提供服务,在接下来的一年里,星座覆盖范围将覆盖美国和领土的每一平方英里,不让任何人掉队。今年6月,OneWeb首次获得美国联邦通信委员会(FCC)的市场准入批准,可以发射卫星并最终向美国人提供互联网服务。
- Wyler 的证词详细介绍了 OneWeb 的一些早期成就,其中包括在佛罗里达州探索公园破土动工建造价值 8500 万美元的新卫星生产设施,该设施将生产该公司的卫星并最终雇用 250 名员工。该设施将于 2018 年投入使用,每周将能够生产 15 颗卫星,将为地区经济带来巨大的乘数效应。
- OneWeb 的火箭已经就位,首次发射计划于 2018 年 5 月进行。这个全球系统将为互联网接入不合格的美国一半(主要是农村地区)带来更光明的未来,并将成为无处不在的 5G 的基础服务,支持物联网 (IoT)、联网车辆、远程医疗和在线教育。
OneWeb系统在轨卫星与用户终端通信采用Ku波段,在轨卫星与地面站之间采用Ka波段。OneWeb系统在轨卫星之间没有互联,采用传统的bent-pipe结构实现全球互联。OneWeb介绍其在轨卫星播发频段的速率达到400Mbps 平均延迟是32ms。
地面部分
系统地面段方面,由于“一网”卫星不配备星间链路,所以根据业务需求合理部署全球关口站是系统提供连续服务的关键。根据目前公布的计划,“一网第一代星座将在全球配建部署55~75个卫星关口站,每个关口站配置10副以上的天线,每副天线的口径超过3.4m。关口站将由美国休斯网络系统公司研制, 借助其在地面段的成熟经验,实现卫星与地面网络的高效互联。但值得一提的是,由于大洋区域的关口站部署困难,即使从目前“一网”系统的规划布局来看,其在该区域分布也极为稀疏,如何实现连续覆盖、避免过顶卫星闲置,是其必须考虑和解决的技术问题。“一网”系统地面站全球部署规划情况如图2所示。
图2 “一网”系统地面站全球部署规划情况
终端方面,一网公司将用户终端芯片视为整个系统中最难实现的部分,目前的主要策略是与芯片巨头高通无线技术公司( Qualcomm)一起开发专用的14nm低成本芯片,降低功耗的同时,保持高速数据传输和波束快速准确切换的能力,实现用户终端性能、功耗、体积、质量及可靠性的优化和提升。其用户段根据应用领域和场景的不同,提供固定舰载、车载和机载等多种类型终端,终端天线尺寸为45cm~1m,既有机械式双抛物面天线,也有相控阵天线。用户通过“一网”系统终端连接的热点接入互联网。
• 2020 年 8 月 20 日:印度电信巨头 Bharti Enterprises 请求印度航天局 ISRO 帮助开发 OneWeb 用户终端,并合作在整个印度大陆提供宽带。129)
- Bharti Enterprises 亿万富翁董事长苏尼尔·米塔尔 (Sunil Mittal) 在 ISRO 8 月 20 日主办的网络研讨会上表示,OneWeb 应于 2022 年初开始通过低地球轨道 (LEO) 卫星群提供宽带,并且计划正在进行中在印度建设两到三个国内服务门户站。
- “OneWeb 将成为世界上的 LEO 卫星星座,在 1,200 公里的高度上飞行约 648 颗卫星,覆盖地球的每一寸,”米塔尔说。
- Bharti Enterprises 和英国政府正在收购 OneWeb 以摆脱破产保护。买家在 7 月份承诺每人投资 5 亿美元来重振 OneWeb,不过到目前为止,双方都没有表示该星座将拥有与第 11 章诉讼之前计划的卫星数量相同的卫星。
- OneWeb 在轨拥有 74 颗卫星,需要进行更多发射以及部署多个地面站才能提供全球服务。在 3 月份申请破产保护之前,OneWeb 的目标是在 2021 年提供全球服务。
- 米塔尔没有透露何时恢复发布,但表示 OneWeb 的计划是“在 22 世纪初期,一旦星座启动,就开始提供这些服务”。
- 米塔尔表示,一旦 OneWeb 的覆盖范围扩展到北极地区并延伸到北欧国家,测试服务将于 2021 年底开始。
Bharti Enterprises 董事长 Sunil Mittal 表示,该公司希望 ISRO 帮助“开发满足印度要求的用户终端”(图片来源:ISRO 网络广播)
- 有了这样的覆盖范围,“我们将开始测试大量地面和用户终端,”米塔尔说。“正是在这里,我们希望看到 ISRO 在开发满足印度要求的用户终端方面的帮助和支持。”
- 不存在用于低轨卫星高速消费宽带的负担得起的用户终端是OneWeb 和卫星行业的一个重大问题。目前可以与低地球轨道宽带卫星配合使用的用户终端要么基于平面相控阵天线,要么基于带有两个碟形天线的机械跟踪天线——这两种方法都很昂贵。
- 尽管面临天线方面的挑战,米塔尔表示,巴蒂企业公司“已经在印度的许多地区指定了可以享受低地球轨道星座宽带连接优势的地区”。
他补充道:“我们还将寻求与 ISRO 建立一项非常强有力的合作协议,以便在印度领土上使用 GEO-LEO 星座组合,从而将国家的实力和能力需求结合起来。”
- ISRO 通过其国产 GSAT 地球静止卫星群在印度各地提供卫星宽带。据 ISRO 网站称,该机构运营着 15 颗地球静止通信卫星,提供宽带和广播服务。
- Mittal 表示,Bharti Enterprises 使用连接 OneWeb 卫星的 BMW 汽车展示了不到 32 毫秒的信号延迟,比地球同步卫星快约 20 倍。他将测试结果描述为“游戏规则改变者”,因为低于 50 毫秒的延迟感觉类似于实时。
• 2020 年 3 月 9 日:宽带卫星网络和服务领域的全球领导者 Hughes Network Systems, LLC (HUGHES) 和致力于为世界各地的每个人提供连接的全球通信公司 OneWeb 今天宣布,Hughes 已成为全球领先的OneWeb 的分销合作伙伴。13
- OneWeb 的低地球轨道 (LEO) 卫星星座将扩展 Hughes 的服务产品,并确保其客户无论身在何处都能获得低延迟、高速连接。应用将包括企业和政府网络、蜂窝回程和社区 Wi-Fi 热点。
- 休斯总裁普拉德曼·考尔 (Pradman Kaul) 表示:“我们正在进入一个全球连接需求的新时代,这种需求只能通过多种数据传输服务来满足,包括地面、地球静止和近地轨道卫星。” “OneWeb 通过真正的全球覆盖、低延迟选项补充了我们的服务组合,使我们的客户能够满足最终用户对各地连接的需求。”
- 新协议进一步拓展了两家公司之间业已成功的合作关系。Hughes 是 OneWeb 母公司 EchoStar 的投资者,也是 OneWeb 的生态系统合作伙伴,帮助开发 OneWeb 的 LEO 系统的基本地面网络技术。
- OneWeb 与其每个核心市场中精心挑选的分销合作伙伴合作,通过 OneWeb 网络的低延迟、全球性、高吞吐量属性提供新的业务和扩展机会。
- “连接只有在提供客户所需的用户体验时才真正有价值,在当今快速发展的数字经济中,企业和民间政府组织无论身在何处都需要高质量、持续的互联网访问,”OneWeb 首席执行官 Adrian Steckel 说道。“我很高兴 Hughes 加入 OneWeb,履行我们实现这一愿景的使命。Hughes 已经是一个重要的投资者和一个宝贵的技术合作伙伴,我期待着共同努力,将 OneWeb 的开创性技术推向世界各地的市场。”
- OneWeb 正在建设由 650 颗 LEO 卫星组成的初始星座。到 2021 年底,OneWeb 将在全球范围内提供低延迟服务,在水上、空中、以前无法连接的地方以及其他任何地方都具有相同的容量。
- 使用休斯为网络构建的网关,对已在轨道上的卫星进行服务测试正在进行中。结果是积极的,包括无缝卫星和波束切换、高速度和低延迟。
- 网关配备多个跟踪天线,支持往返 LEO 卫星的高速用户流量的操作和切换,每秒可处理多达 10,000 次终端切换——这是一项技术和工程突破。每个 OneWeb 终端,无论是固定服务还是移动服务,都将包含一个核心模块,包括由休斯开发和制造的调制解调器。
• 2017 年 11 月,Hughes Network Systems LLC 与 OneWeb 签署了生产地面网络系统的合同,以支持 OneWeb 的 LEO 卫星星座。该合同包括生产网关站点,每个网关站点都具有多个跟踪卫星接入点,以支持卫星之间高速用户流量的操作和切换。131) 132)
OneWeb第三方平台计划,作为 OneWeb 计划的一个有趣的副产品,额外的重复性 OneWeb 平台(即排除 OneWeb 任务特定有效负载)将被生产并商业销售给外部客户,用于所谓的“第三方”任务。基于设计经验和高吞吐量生产线的能力,这为150公斤级卫星提供了独特的经济且强大的解决方案。
裸露的 OneWeb 平台可容纳高达 60 公斤的有效负载。它可以为外部单元提供高达 750 x 850 mm 2的地球面板表面,并在寿命结束时提供高达 200 W 的在轨平均功率。它符合 OneWeb 计划的高可靠性标准,设计在高度高达 1200 公里的 LEO 轨道上的使用寿命至少为 5 年。它与专用和共享启动兼容。其电力推进系统可实现轨道参数的高度灵活性,提供显着的轨道提升能力,并使其符合任务后处置规定。
空中客车 DS 将充当第三方应用程序的一站式商店,提供设计和开发服务,以及根据客户要求提供发射、LEOP 和在轨运营服务。为此,Airbus DS 内部设立了一个专门的组织。生产线位于欧洲和美国,以满足客户需求。预计第一个平台将于 2018 年末/2019 年初可供第三方应用程序使用。
终端部分
发射方式
2017年3月8日一网公司与蓝色起源公司共同宣布,双方签署新格伦( New Glenn)可重复使用火箭发射合同,一网公司也成为蓝色起源公司 New Glenn可重复使用火箭的第二家客户。New Glen可重复使用火箭概念图如图3所示。
图3 New Glenn 可重复使用火箭概念图
蓝色起源公司创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)表示,一网公司预定了5次火箭发射。可重复式两级火箭能够载有13t有效载荷发射至转移轨道,或45t有效载荷至低地球轨道。预计首次发射时间在2020年左右。一网公司表示,目前尚未确定一枚 New Glenn火箭要发多少颗卫星,取决于该火箭是用于发射一代星座还是二代星座。按照之前信息,一网星座一代卫星的质量约为150kg,但二代星座的质量尚未确定。按照目前的计划网公司已经与阿里安公司签署了21发联盟号火箭发射,以及5次联盟号火箭和3枚阿里安-6火箭的补充发射订单。一网公司还与维珍银河公司的发射者号火箭( LauncherOne)签署了39发火箭订单。网公司与空客防务与航天公司成立的合资公司预计将研制900颗卫星。
• 发射 13:2022 年 2 月 10 日 18:09(库鲁当地时间 15:09),阿丽亚娜航天公司 VS27 号航班乘坐联盟号运载火箭从圭亚那航天中心发射了另一批 34 颗 OneWeb 卫星,将卫星群规模扩大到 13 颗。LEO(近地轨道)至 428. 86) 87)
- 据 OneWeb 社交媒体帖子称,所有卫星在近四个小时内从火箭的 Fregat 上级释放,进入约 475 公里的近极轨道。
- 这些卫星将在接下来的几周内将自身提升到大约 1,200 公里的运行高度,在那里它们将与其他卫星一起将其网络扩展到计划的 648 个星座中的 428 个。
- 迄今为止,阿丽亚娜航天公司已从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场为 OneWeb 发射了五次联盟号任务,从俄罗斯的东方航天发射场发射了六次任务。
- Arianespace 表示,计划今年推出 OneWeb 星座的其余部分,以使该公司能够提供全球服务。
Arianespace 已为 OneWeb 发射了 13 项任务,将运营商的网络扩展到 428 颗卫星(图片来源:ESA-CNES-Arianespace / Optique vidéo du CSG - S MARTIN)
• 发射12:2021 年12 月27 日13:10(拜科努尔下午6:10),一架Soyuz-2.1b/Fregat 飞行器从俄罗斯东方航天发射场升空,机载36 颗OneWeb 通信卫星。得益于 ST37,OneWeb 星座的 60% 目前已在轨道上运行,使该星座已发射了 394 颗卫星。ST37 航班是 Arianespace 执行的第 63 次联盟号任务,是其 Starsem 附属公司执行的第 37 次任务,也是 OneWeb 执行的第 12 次任务。88)
- 任务持续了 3 小时 45 分钟,确认了所有 36 颗卫星的信号捕获。这 36 颗卫星在 9 个分离序列中部署,高度为 450 公里。这也是阿丽亚娜航天公司团队今年第十五次成功发射,使该公司自运营以来在轨航天器总数达到 1,101 艘。
- “这是一年中非常特别的时刻,就在圣诞节和除夕之间。我要热烈感谢所有参与本次任务的 Arianespace 和 Starsem 团队,以及他们与我们的俄罗斯合作伙伴一起所做的令人难以置信的工作,以便我们能够从拜科努尔航天发射场进行 2021 年的第 15 次也是最后一次发射。Arianespace 首席执行官 Stéphane Israël 表示:“我们将通过今天的飞行,正式部署 OneWeb 星座的 60% 以上。” “2021 年对我们来说是非常忙碌的一年,从三个不同的太空港进行了 15 次发射,这意味着发射次数比 2020 年增加了 50%。随着 2022 年朝着同一方向发展,我们一定会证明我们的服务和解决方案能够满足我们的需求客户的需求:任何时间、任何质量、任何轨道。”
- 卫星的发射由阿丽亚娜航天公司及其欧洲-俄罗斯子公司 Starsem 运营,并与俄罗斯航天局 Roscosmos 的子公司 Glavkosmos 签订了合同。阿丽亚娜航天公司负责整体任务和适航性,并在 Starsem 的支持下开展发射活动,包括管理其在拜科努尔航天发射场的发射设施。RKTs-Progress(萨马拉航天中心)负责联盟号运载火箭的设计、开发、制造和集成以及联盟号的三级飞行。NPO Lavotchkin 负责 Fregat 轨道飞行器的发射准备操作和飞行。
- 卫星将在未来几周内将自身提升至 1,200 公里的运行高度。OneWeb 将以强势的姿态进入新的一年,因为它计划在 2022 年底之前推出全球服务,并且世界各地的电信提供商、航空和海运市场、ISP(互联网服务提供商)和政府对其低成本的需求持续增长。- 为企业和消费者提供低延迟、高速的连接服务。89)
阿丽亚娜航天公司为 OneWeb 执行的第 12 次任务中,联盟号从拜科努尔航天发射场发射了 36 颗卫星(图片来源:Roscosmos、拜科努尔航天中心、TsENKI)
• 发射 11:于 2021 年 10 月 14 日星期四当地时间下午 6:40 在俄罗斯东方航天发射场(世界标准时间 09:40)进行,联盟号航班 ST36 搭载 36 颗 OneWeb 卫星升空,将整个舰队送入轨道成功部署后,数量达到 358。ST36 航班是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 61 次联盟号任务。任务持续了3小时51分钟。这 36 颗卫星在 9 个分离序列中部署,高度为 450 公里。90)
- “祝贺所有致力于 OneWeb 卫星第十一次发射取得成功的团队,”Arianespace 首席执行官 Stéphane Israël 说道。“ST36 标志着我们共同历史上的一个新里程碑。升空后整整一小时十八分钟,在第一次分离过程中,我们正式跨过了 OneWeb 星座部署的一半!到 2022 年底,我们将自豪地再进行八次联盟号发射,以完成该星座的全面部署。”
- OneWeb 的使命是通过近地轨道的下一代卫星星座创建一个全球连接平台。OneWeb 星座将为航空、海事、企业和政府等广泛的客户领域提供高速、低延迟的连接。OneWeb 的核心目标是为光纤无法到达的最难到达的地方提供连接,从而弥合数字鸿沟。
- 卫星主承包商是 OneWeb Satellites,这是 OneWeb 和空客防务与航天公司的合资企业。这些卫星是在美国佛罗里达州领先的卫星制造设施中生产的,该设施每天可以在专门用于航天器组装、集成和测试的系列生产线上制造多达两颗卫星。
- 卫星的发射由阿丽亚娜航天公司及其欧洲-俄罗斯子公司 Starsem 运营,并与俄罗斯航天局 Roscosmos 的子公司 Glavkosmos 签订了合同。阿丽亚娜航天公司负责整体任务和适航性,并在 Starsem 的支持下开展发射活动,包括管理其在拜科努尔航天发射场的发射设施。RKTs-Progress(萨马拉航天中心)负责联盟号运载火箭的设计、开发、制造和集成以及联盟号的三级飞行。NPO Lavotchkin 负责 Fregat 轨道飞行器的发射准备操作和飞行。
• 发射10:2021 年 9 月 14 日联盟号航班ST35 将另外34 颗卫星送入轨道。继 OneWeb 第十次发射后,Arianespace 已为全球连接星座部署了 322 颗卫星。91)
- 自今年年初以来,阿丽亚娜航天公司和 Starsem 成功发射了九次联盟号,并运营了第六次联盟号。- 通过此次发射,阿丽亚娜航天公司自 1980 年成立以来将部署 1,021 颗卫星。
- 2021 年 9 月 14 日星期二,当地时间晚上 11:07 准时,联盟号 ST35 航班在俄罗斯拜科努尔航天发射场(世界标准时间 18:07)升空,机载 34 颗 OneWeb 卫星,成功部署后,带来了舰队在轨道上飞往 322。ST35 航班是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 60 次联盟号任务,也是为 OneWeb 利益执行的第十次任务。
- 任务持续了三小时四十五分钟。这 34 颗卫星在 9 个分离序列中部署,高度为 450 公里。这也是阿丽亚娜航天公司团队今年第九次成功发射,使公司自运营以来在轨航天器总数达到 1,021 艘。
- “祝贺所有与 Soyuz 一起成功发射第 60 次的团队,这也是 OneWeb 的第 10 次发射。今天,我们正经历着一个伟大的时刻,我们的第 1,000 颗卫星已发射到太空,而我们的客户 OneWeb 则迈出了新的步伐,有 300 多颗卫星在轨道上运行。这颗第 1,000 颗卫星被我们的社区命名为 XiliaSat,参考了我们社交媒体上一场竞赛中古希腊语中 1,000 的含义。”Arianespace 首席执行官 Stéphane Israël 说道。“这次发射说明了最近太空运营的加速——阿丽亚娜航天公司发射的 1,000 颗卫星中有三分之一是在过去 20 个月内运行的——因此,作为太空领域的领导者,我们有责任承担促进可持续太空发展的责任行动”。
- 迄今为止,Arianespace 已发射了 322 颗 OneWeb 卫星,其中联盟号发射了 10 颗。阿丽亚娜航天公司将在 2021 年和 2022 年之前为 OneWeb 再进行 9 次联盟号发射。这些发射将使 OneWeb 能够在 2022 年底之前在近地轨道上完成其完整的全球星座(650 颗卫星)的部署。
- OneWeb 的使命是通过近地轨道的下一代卫星星座创建一个全球连接平台。OneWeb 星座将为航空、海事、企业和政府等广泛的客户领域提供高速、低延迟的连接。OneWeb 的核心目标是为光纤无法到达的最难到达的地方提供连接,从而弥合数字鸿沟。
Arianespace 于 9 月 14 日为 OneWeb 发射了 34 颗卫星,这是该发射服务提供商今年迄今为止的第九次任务(图片来源:Roscosmos、TsENKI)
• 发射 9:2021 年 8 月 22 日,当地时间凌晨 3:13,俄罗斯拜科努尔航天发射场(世界标准时间 8 月 21 日 22:13),联盟号航班 ST34 载有 34 颗 OneWeb 卫星升空,成功部署后, OneWeb 在轨机队规模达到 288 架。ST34 航班是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 59 次联盟号任务。任务持续了3小时45分钟。这 34 颗卫星已在 450 公里的高度上进行了九次分离序列分离。这也是阿丽亚娜航天公司团队在不到一个月的时间内第三次成功发射。92)
- 卫星的发射由阿丽亚娜航天公司及其欧洲-俄罗斯子公司 Starsem 运营,并与俄罗斯航天局 Roscosmos 的子公司 Glavkosmos 签订了合同。阿丽亚娜航天公司负责整体任务和适航性,并在 Starsem 的支持下开展发射活动,包括管理其在拜科努尔航天发射场的发射设施。RKTs-Progress(萨马拉航天中心)负责联盟号运载火箭的设计、开发、制造和集成以及联盟号的三级飞行。NPO Lavotchkin 负责 Fregat 轨道飞行器的发射准备操作和飞行。
拜科努尔航天发射场的团队与 34 颗 OneWeb 互联网卫星合影,这些卫星将于 8 月 26 日星期四发射(图片来源:Arianespace)
•发射 8:2021 年 7 月 1 日,世界标准时间 12:48(俄罗斯东方航天发射场当地时间晚上 09:48),联盟号航班 ST33 载有 36 颗新 OneWeb 卫星升空,成功部署后,该机队的规模达到了在轨道上飞往 254 号。ST33 航班是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 58 次联盟号任务。93) 94)
- “这次新的发射非常特别,标志着 OneWeb 的‘5 到 50’目标的完成,即在年底前将实现北纬 50 度及以上地区连接服务所需的卫星送入轨道,其中包括加拿大、英国、北欧、阿拉斯加和北极地区,”Arianespace 和 Starsem 首席执行官 Stéphane Israël 说道。“祝贺所有致力于 OneWeb 卫星的第八次发射取得成功的团队!”
- 迄今为止,阿丽亚娜航天公司已通过八次联盟号发射发射了 254 颗 OneWeb 卫星。阿丽亚娜航天公司将在 2021 年和 2022 年之前为 OneWeb 进行 11 次联盟号发射。这些发射将使 OneWeb 能够在 2022 年底之前完成其全球低地球轨道卫星群的部署。
- OneWeb 的使命是通过近地轨道的下一代卫星星座创建一个全球连接平台。OneWeb 星座将为航空、海事、企业和政府等广泛的客户领域提供高速、低延迟的连接。OneWeb 的核心目标是为光纤无法到达的最难到达的地方提供连接,从而弥合数字鸿沟。
- 卫星主承包商是 OneWeb Satellites,这是 OneWeb 和空客防务与航天公司的合资企业。这些卫星是在美国佛罗里达州领先的卫星制造设施中生产的,该设施每天可以在专门用于航天器组装、集成和测试的系列生产线上制造多达两颗卫星。
- 据 SpaceX 称,OneWeb 已确认从俄罗斯东方航天发射场发射的联盟 2.1b 火箭分离后,每颗卫星均获得了信号。95)
- 卫星大约需要一个月的时间才能从高度 450 公里的近极轨道上升到 1,200 公里,然后将连接信号传回地球。
- 他们将完成 OneWeb 的中期目标,将其足迹扩大到北纬 50 度及以上,覆盖加拿大、英国、北欧、阿拉斯加和北极地区,并在今年年底之前提供部分商业服务。
Arianespace 的 OneWeb 第八次发射将其星座扩展到 254 颗卫星(图片来源:Roscosmos、东方航天中心、TsENKI)
- OneWeb 政府、监管和参与主管克里斯·麦克劳林 (Chris McLaughlin) 表示,该项目的目标是在 2021 年再发射四到五批卫星,重点是填充地球最南端的地区。
- 麦克劳克林表示,还需要进行 10 次发射才能通过该星座提供全球服务,该星座最近获得了所需的 24 亿美元资金部署648颗卫星。
他在接受《太空新闻》采访时表示:“下一阶段的目标是将北纬度降低到 20 度,同时将南极点纳入考虑范围,将南纬度提高到 20 度。”
- “然后地球中部将会出现一条地带,并将在明年期间被填满。”
- 麦克劳克林强调了澳大利亚和新西兰作为五眼情报联盟国家对这家总部位于英国的公司的重要性,该联盟还包括美国、加拿大和英国。
• 第七次发射:2021 年 5 月 28 日,OneWeb 确认阿丽亚娜航天公司从东方航天发射场成功发射了下一次 36 颗卫星。此次发布使 OneWeb 距离完成其“5 到 50”的目标以及在年底前启动商业服务又近了一步。96) 97)
- 联盟号航班 ST32 (Soyuz-2.1b / Fregat) 航班于世界标准时间 5 月 28 日 17:38(相当于俄罗斯东方航天发射场当地时间 5 月 29 日凌晨 02:38)升空。OneWeb 的卫星与火箭分离,并在 3 小时 52 分钟内分九批进行分配,并确认所有 36 颗卫星均已捕获信号。
- 这次最新的成功发射使 OneWeb 的在轨星座总数达到 218 颗。这些卫星将成为 OneWeb 的 648 颗 LEO 卫星群的一部分,提供高速、低延迟的全球连接。现在只需发射一次,直到 2021 年 6 月该公司拥有使其连接解决方案能够覆盖北纬 50 度以北所有地区所需的卫星。
- OneWeb 的卫星由 OneWeb Satellites 建造,OneWeb Satellites 是 OneWeb 和空中客车公司位于佛罗里达州梅里特岛的合资工厂,通过创新的生产线流程每天可以生产两颗卫星。凭借这种先进的制造能力,OneWeb 能够快速、可靠地建造其第一代机队,并于 2022 年中期完成交付入轨。通过这次发射,我们的佛罗里达团队可以为迄今为止已建造并在轨运行的 218 颗卫星感到自豪。
- 此次发射是旨在实现“5 到 50”服务的五次发射计划中的第四次,使 OneWeb 能够在英国、阿拉斯加、北欧、格陵兰岛、北冰洋和加拿大提供连接。该服务预计将于今年年底前开通,OneWeb 计划于 2022 年提供全球服务。
• 发射6:2021 年4 月25 日(世界标准时间22:14,相当于俄罗斯东方航天发射场当地时间2021 年4 月26 日7:14)。OneWeb 的第六次发射总共将 36 颗新星座卫星送入轨道。阿丽亚娜航天公司已恢复该客户卫星网络的部署,该网络目前由近地轨道上的 182 颗卫星组成。98)
- 联盟号航班 ST31 (Soyuz-2.1b / Fregat) 绕 36 颗新 OneWeb 卫星运行,使在轨卫星数量达到 182 颗。ST31 号航班是 Arianespace 及其 Starsem 附属公司执行的第 56 次联盟号任务。
- “祝贺东方航天发射场最新任务取得成功的所有团队。这次发射再次证实了阿丽亚娜航天公司有能力通过使用位于法属圭亚那、哈萨克斯坦和俄罗斯的三个不同的联盟号发射场来部署 OneWeb 星座。”阿丽亚娜航天公司首席执行官 Stéphane Israël 说道。“我要衷心感谢 OneWeb 的信任。我很高兴我们公司第六次为该客户的最终目标做出贡献,即随时随地为每个人提供互联网接入。”
- 卫星主承包商是 OneWeb Satellites,这是 OneWeb 和空客防务与航天公司的合资企业。这些卫星是在美国佛罗里达州领先的卫星制造设施中生产的,该设施每天可以在专门用于航天器组装、集成和测试的系列生产线上制造多达两颗卫星。
取自 OneWeb 3 月 25 日直播的剧照,显示运载另一批宽带卫星的联盟号火箭成功升空(图片来源:OneWeb)99 )
- 卫星被部署到高度450公里的近极轨道上。这些卫星将在升空后约四个小时内进行九次分离序列,将自身提升至高度 1,200 公里的运行轨道。
- Arianespace 于 3 月 25 日发射的 OneWeb 上一批 36 颗卫星中的一颗,据称在进行类似旅程时可能过于接近 SpaceX 运营的 Starlink 宽带航天器。
- OneWeb-0178 的航向在预计接近 2020 年 9 月发射的 Starlink-1546 卫星后进行了调整,但该问题的具体情况尚不清楚。
- Arianespace 最新推出的 OneWeb 推动这家宽带初创公司更接近中期目标,即到 6 月将覆盖范围扩大到北纬 50 度以北。
- 这一覆盖目标需要再发射两批 36 颗卫星,这将使 OneWeb 能够在今年年底前在整个英国提供服务——对于最近出售给英国政府和印度电信公司 Bharti 的公司来说,这是一个重要的里程碑全球的。
- 它还将使 OneWeb 能够覆盖阿拉斯加、北欧、格陵兰岛、冰岛、北冰洋和加拿大。
- OneWeb 最终计划建立一个由 650 个组成的星座,从 2022 年起为企业、政府、海事和航空客户提供全球高速、低延迟宽带服务。
• 发射5:2021 年3 月25 日。Arianespace 已恢复部署该客户的卫星网络,该网络目前由近地轨道上的146 颗卫星组成。100) 101)
- 今天发射的 ST30 航班是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 55 次联盟号任务。ST30 航班于 3 月 25 日星期四当地时间上午 11:47 准时在俄罗斯东方航天发射场(世界标准时间凌晨 02:47)进行,绕行 36 颗新 OneWeb 卫星,使在轨卫星数量达到 146 颗。
- “祝贺东方航天发射场最新任务取得成功的所有团队。这次发射证实了阿丽亚娜航天公司有能力通过使用位于法属圭亚那、哈萨克斯坦和俄罗斯的三个不同的联盟号发射场来部署 OneWeb 星座。”阿丽亚娜航天公司首席执行官 Stéphane Israël 说道。“我要衷心感谢 OneWeb 的信任。我很高兴我们公司第五次为该客户的最终目标做出贡献,即随时随地为每个人提供互联网接入。”
2021 年 3 月 25 日 ST30 航班,联盟号于 02:47 UTC 从东方航天发射场升空,其有效载荷为 36 颗 OneWeb 卫星(图片来源:Arianespace)
- Arianespace 迄今为止已发射了 146 颗 OneWeb 卫星。2019 年 2 月,联盟号成功从法属圭亚那发射了最初的六颗卫星。2020 年 2 月和 2020 年 3 月,阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司成功从拜科努尔航天发射场发射了 68 颗 OneWeb 卫星,并于 2020 年 12 月从东方航天发射场成功发射了另外一批 36 颗卫星。
- 根据与 OneWeb 修订后的发射合同,阿丽亚娜航天公司将在 2021 年和 2022 年之前再进行 14 次联盟号发射。这些发射将使 OneWeb 能够在 2022 年底前完成其整个全球低地球轨道卫星星座的部署。
- OneWeb 的使命是通过近地轨道的下一代卫星星座创建全球连接平台,让互联网无处不在,惠及所有人。OneWeb 星座将为广泛的客户领域提供高速、低延迟的连接,包括航空、海运、回程服务以及政府、应急响应服务等。OneWeb 的核心目标是为光纤无法到达的每个地方提供连接,从而弥合数字鸿沟。
- 卫星主承包商是 OneWeb Satellites,这是 OneWeb 和空客防务与航天公司的合资企业。这些卫星是在美国佛罗里达州领先的卫星制造设施中生产的,该设施每天可以在专门用于航天器组装、集成和测试的系列生产线上制造多达两颗卫星。
发射 4:2020 年 12 月 18 日世界标准时间 12:26 发射了 36 颗 OneWeb 卫星,恢复了其宽带卫星星座的部署,这是该公司摆脱美国破产法第 11 章破产保护后的首次发射。102) 103)
一枚联盟号 2.1b 火箭从俄罗斯东部的东方航天发射场升空。ST29 航班的发射是阿丽亚娜航天公司及其 Starsem 附属公司执行的第 53 次联盟号任务,标志着他们首次从俄罗斯东方航天发射场发射任务,具有里程碑意义。火箭的 Fregat 上级将 36 颗卫星分成九组,每组四颗卫星,在部署之间进行机动,在升空后近四个小时内完成了这一过程。
Fregat 将卫星部署在高度 450 公里的轨道上。该航天器由空客-OneWeb 合资企业 OneWeb Satellites 建造,将利用其机载推进装置进入高度 1,200 公里的最终轨道。它们将加入联盟号之前三趟飞行中发射的 76 颗卫星的行列。OneWeb 机队规模目前为 110 架。
12 月 18 日,搭载 36 颗 OneWeb 卫星的联盟号火箭从东方航天发射场升空,这是该公司破产后首次进行 OneWeb 发射(图片来源:Arianespace)
总部位于伦敦的 OneWeb 表示,地面团队与 36 颗航天器建立了联系,验证卫星在发射后是否正常运行。“我们已经确认了所有 36 颗卫星的信号捕获,”OneWeb 发推文说。“我们感谢所有团队和合作伙伴使今天取得成功。”
发射 3:2020 年 3 月 21 日(世界标准时间 17:06:58),联盟号火箭和 Fregat 上级从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空,在该公司的第二次发射中,将另外 34 颗卫星送入轨道,用于 OneWeb 的天基互联网网络今年。104) 105)
在卸下四个煤油燃料的第一级助推器、一个核心级和有效载荷护罩后,联盟号第三级与任务的 Fregat 上级一起加速到接近轨道速度。Fregat 从联盟号第三级部署,在一个多小时内发射了两次,将 34 颗 OneWeb 卫星注入平均高度约 450 公里的近圆形极地轨道。
俄罗斯制造的 Fregat 搭载了瑞典 RUAG Space 生产的多有效载荷分配器,该分配器以两到四颗为一组释放 34 颗卫星。最后的卫星在升空近四个小时后分离,当火箭飞过头顶时,按照计划,航天器分离事件的确认从 Fregat 级间歇性地转发到地面站。
负责管理 OneWeb 发射服务的阿丽亚娜航天公司证实,所有 34 颗卫星均已与火箭分离。这是阿丽亚娜航天公司今年的第四次发射,也可能是未来几周内的最后一次发射,此前,由于新冠肺炎 (COVID-19) 冠状病毒大流行,官方暂停了该公司位于法属圭亚那主要运营基地的发射操作。
周六的成功发射使 OneWeb 拥有了一个由 74 颗卫星组成的星座,其中包括在 2019 年 2 月和今年 2 月 6 日两次联盟号/弗雷加特任务中送入轨道的航天器。
预计今年晚些时候和明年将使用来自拜科努尔、东方和法属圭亚那的联盟号火箭进行另外 14 次 OneWeb 发射。OneWeb 已同意在 2020 年底从法属圭亚那发射下一代欧洲阿丽亚娜 6 号火箭的首次飞行中发射至少 30 颗卫星。
发射 2:2020 年 2 月 6 日,俄罗斯联盟号运载火箭从哈萨克斯坦偏远草原发射了 34 颗在佛罗里达州太空海岸建造的卫星,开始一系列发射,为 OneWeb 拥有的全球宽带网络部署一个由近 650 颗航天器组成的网络。106) 107)
周四(2020 年 2 月 6 日)的发射是今年多达 10 次 OneWeb 任务中的第一次,每次任务均从哈萨克斯坦、俄罗斯和法属圭亚那的航天港将 32 至 36 颗 OneWeb 卫星送入轨道。到明年,OneWeb 的目标是在轨道上拥有至少 648 颗卫星,该公司计划开始提供全球互联网服务。
据 OneWeb 称,有限服务可能会在今年年底前开始。
2020 年 2 月 6 日格林尼治标准时间 2142:41,15 层高的联盟号 2.1b 火箭从拜科努尔航天发射场的 Site 31 发射台爬升,穿过哈萨克斯坦上空黎明前的阴云层,于凌晨 2 点升空:当地时间周五(2 月 7 日)上午 42 点。
一枚 Soyuz-2.1b 火箭从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空,船上搭载 34 颗 OneWeb 宽带卫星(图片来源:Roscosmos)
Fregat 上级的主发动机点火两次,将 34 颗 OneWeb 卫星送入距离地球约 450 公里、与赤道倾角 87.4° 的目标极地轨道。— 从那里,每颗卫星将使用机载电力推进爬升至 1,200 公里的运行轨道。
然后开始一系列部署,从瑞典 RUAG Space 制造的复合分配器或连接接口释放 34 颗 OneWeb 卫星。
首先,两颗重 147.5 公斤的卫星从星团顶部分离。其余 32 颗航天器以四颗为一组,间隔大约 20 分钟,中间由 Fregat 较小的姿态控制推进器进行操纵,以确保卫星不会相撞。
卫星分离事件主要发生在 Fregat 位于地面跟踪站范围之外时。OneWeb 和 Arianespace 的官员根据与 OneWeb 的合同安排了周四的发射,在收到来自 Fregat 上级的数据后更新了部署顺序的状态。
最后一组 OneWeb 卫星在执行任务大约 3 小时 45 分钟后从 Fregat 的发射器飞出。大约一个小时后,官员们收到了遥测数据,确认所有 34 颗卫星均已部署。
发射后约 10 小时内,OneWeb 卫星运营中心的地面团队收到了 34 颗卫星中 30 颗的信号。官员们预计周五将收到其他四颗卫星的消息。
顾客
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一个网
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制造商
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OneWeb Satellites(佛罗里达工厂)
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使命
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电信
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星座运行轨道
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LEO 高度 1200 公里,倾角 87.4°
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34颗卫星的发射质量
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5,015 千克(每颗卫星 147.5 千克)
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推进力
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等离子推进系统
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电池
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锂离子电池
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天线
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两根TTC全向天线;两个 Ku 波段天线;两个Ka波段天线
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稳定方案
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三轴稳定
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覆盖范围
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全球的
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发射 1:2019 年 2 月 27 日ArianeSpace 于(格林威治标准时间 21:37)在法属圭亚那库鲁搭载 Fregat-MT 上级的 Soyuz-ST 运载火箭(名为 VS21)上发射了首批六颗 OneWeb 卫星。109) 110)
联盟号中型运载火箭在历时 1 小时 22 分钟的飞行中运送了有效载荷。总有效载荷提升性能估计为 1,945.2 公斤。通过运营这次首飞,这是 2015 年 OneWeb 签约的 21 次发射中的第一次,Arianespace 为其客户的最终目标的实现做出了贡献:为世界各地的每个人提供互联网接入。
Arianespace 首席执行官 Stéphane Israël 在太空港的发射后评论中对 OneWeb 表示祝贺,并强调了今天联盟号成功对两家公司的重要性:“这一初始任务使我们围绕发射 600 多颗 OneWeb 卫星建立的雄心勃勃的合作伙伴关系成为现实。”
最初的星座将由大约 650 颗卫星组成,随着其不断发展以满足世界各地的需求,将扩展到 900 多颗航天器。OneWeb 于 2015 年与阿丽亚娜航天公司签署了一份合同,从三个发射基地(法属圭亚那的太空港、哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场和俄罗斯的东方号)总共进行 21 次联盟号飞行,并将在 2020 年之前执行。
联盟号火箭从法属圭亚那库鲁的发射台准时升空(图片来源:Arianespace)
轨道:近极LEO(低地球轨道),高度1200公里。
发布活动:历史上最大的商业发布收购
• 阿丽亚娜航天公司使用联盟号进行了 21 次发射
- 拜科努尔和法属圭亚那发射场
- 每次发射 32 颗卫星
- 3-4 周的发布节奏
• 维珍银河提供的 39 次发射
- 空中发射飞越太平洋
- 每次发射 1-2 颗卫星。
星座轨道:运行高度1200公里,倾角87.9°,18个轨道面,每个轨道面36颗卫星。
任务阶段
1)启动和部署:
• 450-475 公里插入高度。这个高度高于国际空间站,低于许多高价值资产
• 联盟号批量发射(每个 LV 约 30 个)
• 维珍银河填补了空白(每个 LV 1-2 个)
2) 轨道提升机动:
• 低推力霍尔效应离子发动机
• 螺旋爬升至1200 公里。该操作高度高于空间碎片的高密度区域。
• 通过暂停推力管理的连词
3)操作:
• 操作高度的选择部分取决于空间物体的低密度
• 由有效载荷要求驱动的位置保持以及平面交叉口的管理
4)处置:
• 从运行星座初始提取至1100公里圆形轨道
• 近地点降低至 250 公里以下,以便快速重返大气层
• 处理系统需要成为卫星上可靠性最高的功能
• 退役后五年内重返大气层。
4、系统现状
这些卫星的重量均不到330磅(约合150千克)。在2018年之前,将发射700颗这样的卫星到达地球轨道,剩余的200颗卫星将暂时留在地面,用于未来替换使用。
2015年6月15日,空客防务与航天公司表示,卫星互联网初创公司OneWeb公司选择空客防务与航天公司作为工业合作伙伴,为其设计并生产由900颗(OneWeb官网上数据是648颗)小型互联网卫星组成的星座。
前十颗OneWeb卫星将在位于法国的空客车间进行设计与生产,后续的卫星会在美国的专用车间生产。预计每颗小卫星发射重量不到150千克,运行轨道高度约为1200千米,组成的卫星互联网星座将从2018年开始发射。
OneWeb航天系统部主管表示,空客公司在建造A350飞机时获得的集成创新理念与大量制造技术经验,与其建造高可靠高性能航天系统的悠久历史相结合,使得其设计团队能帮助OneWeb按时交付卫星互联网系统,并提供给顾客可靠的互联网连接。
OneWeb公司由前谷歌卫星互联网项目负责人及O3b网络创始人格雷格·惠勒领导,维珍集团和高通公司对该公司进行了注资。
OneWeb卫星属于微卫星,只有150kg重,大小也和一台小型的冰箱相差无几。总共将生产900颗,除了部署的720颗,还有备用星。每颗卫星设计了16个Ku用户波束,从而实现了对全球的无缝覆盖,使得不论何时身处何处,都能接收到OneWeb卫星提供的无线信号。
OneWeb 的发展时间线大致如下:
2015 年,获高通(Qualcomm)、维珍集团(Virgin Group)、空中客车(Airbus)、可口可乐等公司 5 亿美元融资;
2015 年 5 月、2016 年 12 月,软银对其进行了两轮投资,金额分别为 5 亿美元和 8.5 亿美元,成为 OneWeb 最大股东;
2017 年 6 月,美国联邦通讯委员会发布声明,正式批准 OneWeb 进入美国宽带服务市场;2017 年,开始制造第一颗卫星;
2019 年 2 月,首次成功发射 6 颗卫星,标志着真正的“太空互联网”时代到来。;
2019 年 3 月,获得软银、高通、Grupo Salinas、卢旺达政府领投的 12.5 亿美元融资,融资总额达 34 亿美元;
2019年2月27日,Oneweb使用联盟-2运载发射了1200km轨道高度的首批6颗卫星,同一天,签署了两个客户,标志着其商业化的开始,2019年3月,获得来自软银、高通、卢旺达政府等的12.5亿美金投资,2019年8月6颗卫星在轨正常运行了90天后,完成了频谱的激活,从此在Ku和Ka频率的使用上获得优先权。
2020 年 2 月 发射 34 颗卫星;
2020 年 3 月 21 日,再次发射 34 颗卫星,因此其低轨星座网络共拥有 74 颗卫星。
2020年2月和3月发射了两批68颗卫星后,表示将对卫星进行升级,暂停了发射;2020年3月27日宣布破产
2020年7月通过拍卖获得重组机会,英国和巴蒂全球各投资了5亿美金,英国政府获得其业务销售的主控权;7月,美国HUGE向其投资了5000万美金,同月,英国政府表示将用Oneweb卫星打造英国自己的全球导航系统
2020年9月,Oneweb宣布将于2020年12月恢复发射任务。2020年11月,任命其首席运营官马斯特森为CEO,并于12月17日发射36颗卫星,此外,2021年加速发射,期望2022年完成650颗卫星的星座计划。
2021年1月软银和HUGE跟进了4亿美金的投资,可用资金达到了14亿美金,2021年4月第六批卫星入轨,同月,Eutelsat投入4亿英镑,2021年5月,Oneweb收购TrustComm作为其政府分销伙伴,同月,完成第七次发射,卫星在轨数量达到218颗,2021年6月,巴蒂全球继续增持5亿美金;2021年8月,韩华投资3亿美金购买了Oneweb的8.8%的股份,并将其卫星和国防技术带入Oneweb;
当然发展不是一番丰顺的,2022年伴随着俄乌战争的开始,欧美国家对俄国不平等的制裁导致了合作的问题出现,本来Oneweb仍打算用联盟号发射下一批次36颗卫星,由于英国政府的干涉,最终由于政治原因导致了中断,有意思的插曲是,当时价值5000万美金的36颗卫星被滞留在了哈萨克斯坦,当时Oneweb尽了最大努力尝试拿回,最近消息透露Oneweb已经放弃了尝试,并获得了保险赔付。
2022年3月,Oneweb宣布与SpaceX合作发射卫星,4月,与印度的NewSpace India达成类似协议,截至今年三月份SpaceX完成了三次发射,并在第三次发射中装载了40颗卫星。2022年7月,Oneweb宣布将与GEO卫星运营商Eutelsat合并,预计将于今年第二季度和第三季度完成;
据了解,目前 OneWeb 一颗卫星的制造成本为100万美元,远远超出了 2015 年预计的 50 万美元。不过 Greg Wyler 曾表示:控制成本是一直以来的最大挑战,但 OneWeb 的卫星功能强大,是安全的电信运营商应用级别卫星。至于成本如何并不重要,因为成本上升代表着卫星性能提升,原来 2000 颗星才能实现的梦想,1500 颗就能达成。
目前,OneWeb 卫星系统只有 74 颗卫星(另外还有 6 颗测试卫星),距离其 648 颗卫星的初步目标还差很远。
据《连线》杂志报道,知情人士称,现在就判断 OneWeb 的资产状况还为时尚早。OneWeb 会解雇大部分员工,但也当然会将保留小部分员工继续运营已经在轨道上运行的卫星。OneWeb 目前发射的卫星还不足以覆盖某区域乃至全球范围内的通信,尚不清楚这些卫星后续是否还会留在轨道上用于有限的互联网服务,还是被 OneWeb 故意离轨。
美国时间2023年3月26日,英国卫星互联网公司Oneweb(一网)宣布最后一批(第18次发射任务)36颗卫星的发射,目前卫星遥测信号正常,卫星入轨高度为450km,CelesTrak 也已经公布了其轨道参数,未来数月时间内,卫星将完成测试,并升轨至预定的轨道,完成Oneweb一代卫星的组网,开展全球覆盖的商业运营工作。这是OneWeb的第18次发射任务,也是今年的第三次发射,使OneWeb的星座总数达到618颗卫星。OneWeb星座设计要求588颗卫星用于全球覆盖,并计划增加额外的卫星以实现弹性和冗余。由于今天的成功发射,星座已经具备组网条件,很快就会提供全球服务。到今年年底,OneWeb将准备推出全球覆盖,增强其现有的卫星通信方案,目前Oneweb的服务已经在北纬50度以北的地区上线。
5、Oneweb星座的应用模式
2012年OneWeb公司成立初期,其计划是在低地球轨道部署648颗小型卫星来组成一个可覆盖全球的高速通讯网络。公司认为卫星通讯网络可以一劳永逸的解决网络接入问题,非常具有发展潜力。Oneweb的市场推广模式主要通过巴帝电信、休斯公司、Intelsat等分销商向终端用户提供服务。
Oneweb的市场推广模式
Oneweb卫星服务的应用场景包括应急救援基础设施、高空的低延迟宽带、海上及石化企业通信需求、车载随行蜂窝网络、低成本用户终端普及网络接入、移动运营商农村及偏远地区覆盖等。
Oneweb卫星服务的应用场景
2018年开始,OneWeb与空中客车公司结成联盟,开发飞行中的5G服务,允许乘客在空中时继续使用智能手机和平板电脑上网。美国航空公司达美航空公司还与另一家SoftBank公司Sprint和印度航空公司Bharti Airtel,以及航空公司在现有的机上宽带系统供应商GoGo,签订了无缝空中联盟。预计该项业务在2020年末才能实现硬件、计费和登录系统的标准化工作。
OneWeb星座产品十分注重军事领域的应用。Oneweb可以为军方提供高吞吐量,低延迟的Near-Global连接,采用按需访问策略以及支持Wi-Fi、LTE、以太网、战术无线电的多个本地接入链路技术,降低了成本。在安全方面,Oneweb卫星移动快速,可以减少敌人的干扰和拦截威胁;可以通过Air Interface:AES-128和TT&C:AES-256进行加密;支持NSA Type-1和商业解决方案分类加密。
2018年,空客和OneWeb公司还参与了DARPA的低地球轨道小型卫星星座的架构演示Blackjack计划的招标,虽然最后输给了Telesat公司,不过空客表示将继续参加Blackjack计划第二期项目的招标。
DARPA Blackjack项目计划及内容
我们原来关注的卫星互联网的几个星座:OneWeb、SpaceX、telesat、Kuiper等,发射能力最强的是SpaceX,目前部署的如火如荼,其GEN2 Mini也已经入轨,虽然有些问题,但是进展也是很快的,telesat现在很被动,咱不说了,Kuiper很快开始验证及部署;说回Oneweb,我觉得从几个方面来看:
从其发展历程来看,其最早提出并落实了宽带低轨星座的部署,说实话,我觉得马斯克是跟随了WorldVu的想法,最近看推特有人说马斯克擅长抄袭,我觉得这没什么,乔布斯也一样,英雄所见略同的情况很常见,引领着不一定要把所有事情想的最超前,而是做的最好就够了。Oneweb也经历了破产和发射的问题,但是最后扛过来了,还是很厉害的,成立10年完成了自己吹的“第一个牛逼”也值得仰视,给大家带来了希望,就是卫星互联网绝对不是PPT工程,而是真的可以落地的项目;
星座数量优化到了588+备份星,前期简单星座,后续持续迭代,我觉得这种思路是可以借鉴的,随着需求的增加,产业力量会起来,成本进一步降低,迭代的周期和成本会逐步降低的,毕竟卫星是有寿命的,也是有覆盖要求的,超前布局,量力而行,小步快跑,不失为一个好的方案;
合作为王。从Oneweb的发展可以看出老铁支持的重要性,一方面给合作伙伴以信心,主要靠产品,另一方面,合作伙伴也持续支持,符合各家战略合作规划。此外,我这里没放,Oneweb的合作方非常多,也包括铱星,因为Oneweb是宽带,铱星是窄带为主,两者可以融合,还有与Eutelsat的合作,是高轨和低轨的合作,还有与运营商的合作,拓宽业务分销渠道等等,这也是Oneweb非常厉害的地方。
参考文献
[1] FCC. OneWeb Non-Geostationary Satellite System Technical Narrative.http://licensing.tccgov/myibfs//downloaddo?attachment_key=1134939. 2016-04-28.
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[3] Qualcomm Technologies, Inc. Qualcomm &Oneweb. https://www.qualcomm.com/documents/qualcomm-and-oneweb.2015-08.
[4] ViaSatellite. Intelsat, One Web Mergewith Softbank Backing. http://www.satellitetoday.com/telecom/2017/02/28/intelsat-oneweb-merge-softbank-backing/.2017-02-28.
[5] Spacenews. OneWeb breaks ground on aFlorida factory that will build thousands of satellites. http://spacenews.com/oneweb-breaks-ground-on-a-florida-factory-that-will-build-thousands-ot-satellites/.2017-03-16.
http://gsaw.org/wp-content/uploads/2017/03/2017s10moreira_tseu.pdf
https://www.qualcomm.com/content/dam/qcomm-martech/dm-assets/documents/qualcomm_and_oneweb.pdf
https://www.itu.int/en/ITU-R/space/workshops/2017-Bariloche/Presentations/16%20-%20Mariah%20Shuman%20Oneweb.pdf
https://fcc.report/IBFS/SAT-MPL-20200526-00062/2379706.pdf
https://www.itu.int/en/ITU-R/space/workshops/SISS-2016/Documents/OneWeb%20.pdf
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