烏龍爆料讓衛星股暴漲暴跌:iPhone13支援衛星通訊為什麼這麼難?

2021-09-23 06:50

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表一  三種通訊衛星的特性比較。(圖/曲建仲)
表一 三種通訊衛星的特性比較。(圖/曲建仲)

其中要特別留意,低軌道衛星大約每2小時繞行地球一圈,換算出來時速大約27,000公里,相當於音速的22倍,當我們在地面上抬頭從地平線一端看到它,到它由地平線另一端消失,為時只有大約10分鐘,意思是一般我們用的5G是「基地台不動手機動」,手機移動時必須換基地台來維持通訊;而低軌道衛星是「手機不動基地台動」,而且基地台移動速度是音速的22倍,手機每10分鐘要換一個基地台來維持通訊,這是不是顛覆了你的想像?

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太空星鏈衛星間以雷射傳輸資料 有機會但難度甚高

由於光波在真空中傳播的速度比在光纖介質中快,因此直接使用雷射光在外太空傳送資料,的確比在地面用光纖傳送速度更快,他們就是用這個話術唬過華爾街投資人;但是他們沒有說清楚的是,既然如此為什麼科學家不早點這麼做,卻要在地面上大費周章、拉什麼跨海光纜呢?

因為雷射光是直線前進的光束,光點大約只有幾毫米(mm),要對準兩顆時速大約27,000公里,彼此距離大約200公里的衛星,而且準確到毫米級的精確度,執行起來非常困難,發射端只要偏差1度,距離200公里外就偏了3.5公里,如果要對準到毫米級的精確度,則發射端只能偏差0.000001度,如何在時速大約27,000公里的衛星上控制雷射光到這樣的精確度,我光想到就頭皮發麻。

唯一可能的做法是加大接收端的光偵測器受光區域,但是這會衍生出其他問題,另外還必須解決雷射光發射200公里將需要多少電力的問題;在外太空只能依靠太陽能供電,我知道星鏈公司有在研究這個技術,或許有驗證成功,但是要成熟量產非常困難,要解決的問題還很多。

太空星鏈衛星與地面,以雷射傳輸資料更困難

低軌道衛星時速大約27,000公里,距離地面大約5百公里,要和地面固定的接收站使用雷射光通訊,則發射端只能偏差0.0000005度,而且大氣層空氣介質會干擾,空氣中的水氣會吸收雷射發出的紅外光,更別說地面的飛機、船艇、電動車也在移動,要怎麼對準?

現在大家明白,為什麼現在的衛星通訊都是使用電磁波,而不是雷射了吧!因為電磁波是放射狀向四面八方發射,而且會繞射越過障礙物,地面接收天線只要在一定範圍內都收得到。所以我常說:當你聽到一個新技術被吹噓得多麼多麼好,但人類又一直都沒有使用,那原因很簡單,就是這個新技術也有多麼多麼多的問題。

難道星鏈公司上下,都不知道這個技術很難嗎?

他們當然知道,但是不畫大餅怎麼能吸引華爾街投資人?重點是吹牛必須講得煞有其事,還必須連時程表都規劃好,上面那個第一期、第二期、第三期就是最好的例子,在我解說之前,大家看了是不是也覺得很有道理,甚至心裡有一股衝動想要去搶購星鏈公司的股票?

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