摘要:今天咱们就来掰扯掰扯,在这中美卫星数量差距的背后,到底都有哪些门道?究竟是不是“谁多谁就牛”或者“谁多谁就落后”这么简单?
为啥美国24颗卫星就能掌管全球,中国北斗却要发射39颗?是我们技术不行吗?
今天咱们就来掰扯掰扯,在这中美卫星数量差距的背后,到底都有哪些门道?究竟是不是“谁多谁就牛”或者“谁多谁就落后”这么简单?
首先,要说美国的GPS全球卫星定位系统,还得将时间拉回到几十年前。
当时正值1957年,苏联一跃成为世界上第一个发射卫星上天的国家,这可把美国给急坏了,生怕自己会在和苏联的太空竞赛里屈居人后。
于是到了1960年,美国也整了个叫“回声1号”的“卫星”上天。
不过这里为什么要给这个“卫星”加引号呢?原来,这个所谓的“卫星”,说白了就是个巨大的铝膜气球,根本就不算真正的“卫星”。
但对当时的美国来说,这好歹也算是第一个能将太空信号传输回地球的“装置”,所以美国人当时也很是振奋。
至于再后来发生的事情,大家也就都知道了:美国的太空技术和卫星发射一路开挂,很快在太空竞赛中追上并赶超苏联。
尤其是在苏联解体之后,美国的卫星发射技术已经位居世界全球。
根据资料记载:
1962年,美国“电信星1号”卫星的发射,让美国和欧洲人自此都能互相看到对方的电视直播。而这在当时,也自然地成为了轰动世界的大新闻。
1973年,美国国防部正式启动GPS计划。
之后他们经过精打细算,竟率先发现仅用24颗卫星,然后将其全部放置在距离地球约2万公里的6条轨道上。
平均分布开来,就能完美地保证可在地球的任何地方、任何时候,至少看到4颗卫星,且能接收到几乎所有的信息。
这下美国人可兴奋了,继续埋头苦干在卫星质量和卫星发射技术上下功夫。
就这样,等到了1980年代,美国已经陆续搞出了好几代军用通信卫星。
不仅信号又强又稳,迅速成为了美军用于指挥作战的“中枢神经”,还同步加强了卫星制造和发射技术。
于是,等到1994年我国才开始琢磨北斗一号卫星的时候,美国人就连GPS都快建成了。
因此,美国人能在之前的很长一段时间领先于我们,最根本的原因就在于他们下手早!
如此,美国在搭建全球卫星定位系统时,在所需卫星的数量上比我们更少的关键点就来了:
他们不仅动手早,而且提前就把太空里最好的“停车位”给占了,也就是中地球轨道中最优的那几条道。
所以,能有这样的结果也在情理之中。
更何况,美国当时如此做也得到了国际社会的支持,是完全合法合规的。
原来,按照国际电联早已制定好的规矩就是:
在太空中占位置也讲究一个“先到先得”,就跟我们现实抢车位似的,谁先抢占了好位置就是谁的。
后来的人如果也想要类似的位置,要么加钱去更高的轨道,要么就在美国卫星的旁边再找犄角旮旯,把自己的卫星挤进最优轨道缝隙中去。
可见,正是因为美国的GPS占了卫星轨道的黄金位置,才能仅用24颗卫星就达到很高的精度。
根据资料显示,目前美国的GPS全球定位系统,其中最精准的军用级卫星,探测精度甚至达到惊人的0.1米。
自此,美国乃至全球不少的国家,从军用到民生,从导弹发射到手机导航,几乎都离不开美国的GPS。
那么最后总结下来就是,美国的GPS之所以使用的卫星更少,就是因为他们:起步早,占了好位置,省了卫星!
那么,相比之下,我国为何就需要发射39颗卫星,才能达到全球定位的目的?数量多是代表着我们更落后吗?
首先接回上文,正因为美国提前占据了卫星轨道的最优位置,所以等到我国搞北斗卫星系统时,几乎都选不出什么好地段了。
这可咋办?当然是发挥创新精神,在有限的空间里发挥最大的价值。但同时,这么做也确实需要比美国更多的卫星。
简单来说就是:既然我们的“停车位”不好,那就多放几辆车!
为此,我国在搭建北斗卫星系统时,为了能将最终的效果发挥到最好,只能把大部分的卫星放在稍高一点的中轨道。
但如此带来的问题就是:轨道高了,卫星绕地球一圈的路线自然就长了。
因而,为了达到同美国一样的覆盖效果,北斗只能在轨道上多放几颗卫星。
这是我国卫星数量增加的第一个原因。
其次,对比我国的北斗卫星,美国的GPS只能让你知道自己在哪,也就是只能被动地接收信号。
但我们的北斗呢,除了定位,还能让大家通过卫星发送短信,也就是主动发射信号。
而为了实现这个功能,光靠我们先期发射到中轨道的那些卫星还不够。因此,我们只能在地球上空的其他固定位置,再放几颗稳定“不动”的卫星。
让它们和那些绕地飞行的卫星一起,稳定地为地球上的用户提供短信通道和更强的区域信号。
也就是说,我国这多出来的几颗卫星,就是为了实现美国的GPS所没有的核心功能!
而且,为了在任何时候都保证系统的稳定、可靠,北斗还采用了“双保险”甚至“多保险”策略。
也就是说,在北斗卫星系统里,有相当一部分卫星是随时待命的“备胎”,也叫在轨备份星。
这样,万一哪颗星出了问题或者是到了寿命,立刻就能有替补卫星顶上。
如此一来,我国的北斗卫星系统服务基本不会中断。而这种高可靠性的设计,也正是我国卫星数量多的又一个重要原因。
总而言之,我国的北斗卫星系统所需卫星更多,并不是真不是因为技术落后,而是:
我国卫星在轨位置不如人,效率低,所以需要多补几颗;我国卫星系统的核心功能比GPS多,需要专用卫星来实现;
为了确保卫星系统的绝对可靠、永不掉线,北斗的备胎准备得特别充分。
由此可见,中美卫星之间,单纯的比数量并没有意思,关键还是得看谁更“聪明”、更好用!
至于两国最终在卫星数量上的差异,体现的刚好是不同的时代、不同的需求下的不同技术路线选择。
至于现在的太空竞赛,也早已不是单纯地拼谁的卫星多,更拼的是谁更智能、谁的精度更高、谁更抗打等具体性能。
大家觉得呢?
参考资料:
1、锐评|北斗的眼界,可没GPS那么窄——北晚在线
2、美国GPS的前生今世——上游新闻
来源:诺言卿史录