SpaceX - 有趣的星链（Starlink）

SpaceX 一次发射了60颗低轨通信卫星，每颗重两百多公斤。总共计划发射7000颗低轨，5000颗中轨。

我查了些资料，作了点简单计算，发现一些有趣的细节。

地球表面的面积是5.1亿平方公里，陆地约占29%（1.5亿平方公里）：https://www.universetoday.com/25756/surface-area-of-the-earth/

低轨卫星的高度约为550公里。中轨卫星的高度约为1200公里。相比之下，国际空间站的高度是408公里。

低轨和中轨卫星之间通过 Ka(26.5-40GHz) 和 Ku(12-18GHz) 频段通信，中轨卫星之间通过激光通信。

低轨卫星使用 V 频段（40-75GHZ）正好避开5G FR2(24-39GHZ)的频段，互不干扰。

虽然是V段，我估计上传下载加起来，顶多1.7GBit/s，大概最多能让两千人同时上网，速度10到50Mbit/s。所以只能在边远地区用，不能覆盖城市。这2000人当然只连接基站，不连接卫星。

7000低轨卫星，每颗至少覆盖7.3万平方公里。如果重叠覆盖50%区域（地表任何一个点都能得到10颗卫星覆盖），每颗就需要覆盖30万平方公里。

覆盖直径就是310公里（半径155公里），而卫星高度是550公里。所以，最小仰角也有74度.

标准覆盖半径是78公里，仰角就是82度。这和直角已经很接近。我猜，这就是V频段穿透云层的关键。 难怪需要7000颗低轨卫星。（SPACEX 拥有无可挑剔的数学计算能力）

感觉每颗卫星都有至少四颗离子推进器： https://techcrunch.com/2019/05/24/spacex-reveals-more-starlink-info-after-launch-of-first-60-satellites/

离子推进器通过太阳能面板和锂电池获取能源，喷射的是“氪气”，所以也可以用作超人必杀器。但喷射只能持续1500秒。

STARLINK的低轨卫星肯定拥有定向电磁波发射能力。地表基站同样如此。 这和WIFI 5，5G 的定向发射类似，但功率大很多。

基站位于郊区，覆盖直径大约是20公里，也就是1300平方公里。 148000/1.3 = 11万基站。去掉70%荒无人烟的森林，冰原和荒漠，还需要最多3万基站。

每颗卫星最多连接230个基站，但一般只会同时连接20个基站。

基站很可能没有外部电力供应和光纤，所以需要太阳能面板和锂电池储能系统。因为绝大多数位于高速公路旁，所以会同时用作超级充电站。基站内肯定提供自动贩卖机和厕所。

基站为了保证覆盖面积，很有可能采用 4.5G 技术。

和普通基站相比，星链的时延小，响应快 ----------- 这对证券交易和实时在线游戏有意义，对远程操控（例如，手术）有意义。

还有就是成本低。一般基站都需要光纤。对于边远地区来说，建设和维护成本都高得不可思议。

结论： 星链非常先进。真的非常非常先进！完全是属于未来一代的科技水准！

【更新20190531，卫星维护成本计算】

7000 颗低轨卫星，每五年更新一代。假定卫星的重量不变（很有可能大幅度减少）。

目前，Falcon 9 的低轨运载能力是16.8吨，一次可以发送60颗卫星。发射成本是2000万美元。

五年后，Starship and Super Heavy (BFR) 已经成熟，低轨运载能力是150吨。理论上，一次可以发送 (150/16.8)*60=535颗卫星。

BFR 的建造和发射成本低于 Falcon 9（所有部件都可重复利用，只需要支付燃料成本），所以7000颗卫星的发射成本是 (7000/535)*0.2=2.6 亿美元

所以，STARTLINK 卫星的长期维护成本很低。

（基站因为本身有营收，维护另算）

https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_orbital_launch_systems
https://www.teslarati.com/spacex-ceo-elon-musk-says-that-bfr-could-cost-less-to-build-than-falcon-9