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石豪:灾害面前,航空航天在行动
最后更新: 2021-07-26 14:12:12未来:我们能做更多
在看到翼龙-2H支援灾区通信的时候,不止一位朋友提出了这样的问题:如果现在灾区有SpaceX的星链,我们是否可以不用担心通信中断?
毕竟,翼龙一个起落只能在灾区滞空几个小时,而且恢复的主要是电话和短信。从7月21日18:21进入米河镇通信中断区到20:00,灾区产生的流量是1089.89M,如果是兆字节(MB, MegaByte),那以SpaceX星链的速度,可以在几分钟之内传送完,保证互联网的畅通。
星链卫星在夜空中 | 图片来源:Space.com
但现实并不乐观。星链这种提供互联网接入服务的低轨道星座,往往需要一个地面相控阵天线作为接收端,SpaceX的解决方案是一个直径接近60cm的圆盘。
图片来源:Theverge.com
这是一个高度集成化的相控阵天线,但依然有相当的大小,在发生严重自然灾害的时候不方便逃生携带。而且为了获得更好的通信环境,这种天线往往固定安装在开阔地带建筑物或房车的顶部,且不说紧急时刻的拆卸,对于通信设施建设完善的城市,多少人会不顾高楼大厦的遮挡选择卫星通信,也很成问题。
并且根据测评,星链天线采用市电供电,功率100W左右。在电网因灾害瘫痪的情况下,只能依靠电动车或燃油发电机,用电的苛刻度远超手机。
因此,星链和现有的卫星通信保障车类似,有条件用星链的时候,通信保障车也差不多可以抵达灾区了。
而卫星手机、导航卫星系统的特色短报文通信服务,都需要特殊的终端天线,日常使用的手机也是力不从心的。究其原因,还是普通手机天线的设计和增益达不到与卫星通信的要求——灾害并不是我们的日常,没有这个需求,自然不需要设计。因此这些设备只在野外工作者、海员和户外运动爱好者等群体中流行。
我国的天通卫星手机 | 图片来源:共青团中央
值得航空航天工作者思考的是:在未来的应急通信体系中,是否可以依靠无人机和低轨卫星,使一般的手机不需要额外配件也能与外界取得联系,实现灾害面前全天候无死角不失联?
另一方面,尽管我们的“天眼”已经可以在很短时间内响应灾害监测,但能够清楚观测灾区的时间段依然是不连续的,常常是这颗卫星成像完,过一段时间才有另一颗卫星过境。能长时间盯着灾区看的卫星还是高分四号等地球静止轨道卫星,空间分辨率和低轨卫星相比存在差距。
高分四号卫星 | 图片来源:新华网
值得航空航天工作者思考的是:在未来的遥感卫星体系中,是否可以通过不同轨道卫星的统筹设计、协同工作,实现对受灾地区的高分辨率持续性监测。让高分数据不再离散,让救灾指挥中枢的等待时间无限趋近于零,要光学图像有光学图像,要雷达图像有雷达图像。
更进一步地,有没有可能通过一套天基系统,实现应急通信与高时空分辨率遥感的结合,解决救灾无人机飞行易受天气影响的问题。不管是通信还是遥感,要实现更高的目标都不容易,需要飞机和卫星配合,需要航空和航天形成一个大系统,更需要有理论性、系统性、颠覆性的创新。
前路漫漫,但航空航天工作者造福人民的初心不改,能做的还可以更多。共同努力,必有突破。
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- 责任编辑: 陈轩甫 
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