觀察員
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石豪：災害面前，航空航天在行動
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石豪科研工作者、航空航天觀察者
最后更新: 2021-07-26 14:12:12未來：我們能做更多
在看到翼龍-2H支援災區通信的時候，不止一位朋友提出了這樣的問題：如果現在災區有SpaceX的星鏈，我們是否可以不用擔心通信中斷？
畢竟，翼龍一個起落只能在災區滯空幾個小時，而且恢復的主要是電話和短信。從7月21日18:21進入米河鎮通信中斷區到20:00，災區產生的流量是1089.89M，如果是兆字節（MB, MegaByte），那以SpaceX星鏈的速度，可以在幾分鐘之內傳送完，保證互聯網的暢通。
星鏈衛星在夜空中 | 圖片來源：Space.com
但現實并不樂觀。星鏈這種提供互聯網接入服務的低軌道星座，往往需要一個地面相控陣天線作為接收端，SpaceX的解決方案是一個直徑接近60cm的圓盤。
圖片來源：Theverge.com
這是一個高度集成化的相控陣天線，但依然有相當的大小，在發生嚴重自然災害的時候不方便逃生攜帶。而且為了獲得更好的通信環境，這種天線往往固定安裝在開闊地帶建筑物或房車的頂部，且不說緊急時刻的拆卸，對于通信設施建設完善的城市，多少人會不顧高樓大廈的遮擋選擇衛星通信，也很成問題。
并且根據測評，星鏈天線采用市電供電，功率100W左右。在電網因災害癱瘓的情況下，只能依靠電動車或燃油發電機，用電的苛刻度遠超手機。
因此，星鏈和現有的衛星通信保障車類似，有條件用星鏈的時候，通信保障車也差不多可以抵達災區了。
而衛星手機、導航衛星系統的特色短報文通信服務，都需要特殊的終端天線，日常使用的手機也是力不從心的。究其原因，還是普通手機天線的設計和增益達不到與衛星通信的要求——災害并不是我們的日常，沒有這個需求，自然不需要設計。因此這些設備只在野外工作者、海員和戶外運動愛好者等群體中流行。
我國的天通衛星手機 | 圖片來源：共青團中央
值得航空航天工作者思考的是：在未來的應急通信體系中，是否可以依靠無人機和低軌衛星，使一般的手機不需要額外配件也能與外界取得聯系，實現災害面前全天候無死角不失聯？
另一方面，盡管我們的“天眼”已經可以在很短時間內響應災害監測，但能夠清楚觀測災區的時間段依然是不連續的，常常是這顆衛星成像完，過一段時間才有另一顆衛星過境。能長時間盯著災區看的衛星還是高分四號等地球靜止軌道衛星，空間分辨率和低軌衛星相比存在差距。
高分四號衛星 | 圖片來源：新華網
值得航空航天工作者思考的是：在未來的遙感衛星體系中，是否可以通過不同軌道衛星的統籌設計、協同工作，實現對受災地區的高分辨率持續性監測。讓高分數據不再離散，讓救災指揮中樞的等待時間無限趨近于零，要光學圖像有光學圖像，要雷達圖像有雷達圖像。
更進一步地，有沒有可能通過一套天基系統，實現應急通信與高時空分辨率遙感的結合，解決救災無人機飛行易受天氣影響的問題。不管是通信還是遙感，要實現更高的目標都不容易，需要飛機和衛星配合，需要航空和航天形成一個大系統，更需要有理論性、系統性、顛覆性的創新。
前路漫漫，但航空航天工作者造福人民的初心不改，能做的還可以更多。共同努力，必有突破。
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