太空互联网的建设即将完工了吗？
日前，美国卫星初创公司OneWeb旗下首批6颗冰箱大小的卫星，于当地时间周三搭载一枚欧洲火箭发射升空。这是全球第一个进入正式部署的可提供类互联网接入服务的宽带低轨卫星星座，这次成功发射意味着人类离实现低成本的太空互联网更近了一步。OneWeb的太空互联网计划是在距离地球1200公里的低轨道上，部署648颗小卫星进行星座组网，实现可覆盖全球的卫星通信网络。其竞争对手SpaceX更是提出了部署1200颗星的宏伟星座计划。太空互联网是一种新型通信网络，即通过多次发射数百颗乃至上千颗小型卫星，在低轨组成卫星星座，实现天基互联。这个太空网络总会保持至少有一颗卫星在任何时候都能看到地球上的终端，以这些卫星作为“空中基站”，为地球上的大多数地方提供无缝覆盖服务。无论身处荒山、隔壁、沙漠还是海洋，在地球任何角落，包括航空飞行中，都能使用通过卫星连接的高速网络。中国自然不能甘居人后，加入了太空互联网的竞争。中国航天科工集团推出“虹云工程”第一步在2018年12月发射首颗技术验证星，第二步是发射4颗业务试验星组网试运行，于2020年完成业务试验系统，2022年，将部署、运营整个星座，构建156颗卫星组成的天基宽带互联网，形成以低轨宽带通信为主，并具备导航增强、实时遥感支持能力的通信、导航、遥感综合信息系统。中国航天科技集团启动“鸿雁星座”，该系统是一个部署在低轨道的通信卫星星座，一期建设工程将发射54颗卫星，后续会实施二期工程建设，实现系统能力的平滑过渡，卫星数量将超过300颗。
太空互联网会成为现实吗
日前，特斯拉CEO伊隆·马斯克提出太空互联网项目，并提出未来甚至可以覆盖至火星。然而，有专家提出，目前看来还不太靠谱。
太空互联网靠谱吗？
太空互联网为何物
据了解，太空互联网由48颗卫星组成，每颗卫星重200—250公斤，所有的卫星都将在高度为1500公里的低轨道运行。
目前，俄罗斯正计划构建太空互联网，这一项目已经得到俄政府有关部门的批准。将来进一步成形后，太空互联网有望成为第一个应用于太空中的通信网络。
“通俗地说，太空互联网是通过卫星等实现全球互联乃至星际互联的通信技术。”北京航空航天大学软件学院院长孙伟说，太空互联网一旦实现，互联网将无死角覆盖地球，地球人甚至可以与“火星人”视频聊天。
早在1997年，美国正在实施两个火星探险车登陆火星的计划，互联网之父文森特·塞尔夫就曾提出过太空互联网的概念。在北京邮电大学计算机学院网络技术中心副教授魏更宇看来，当时太空互联网的目标就是从地球到火星的太空，用互联网技术进行空间通信。“所谓太空互联网主要还是围绕从地球到卫星（卫星通信）、从地球到太空飞船的通信。听起来很大，实际上是相对小众的研究领域。”
此外，OneWeb的CEO怀勒也在探索太空互联网，这家新的创业公司希望到2018年发送数千颗卫星进入轨道，从而为世界最偏远地区提供高速光纤互联网。
“这些听起来非常诱人，现实可行性还需要具体论证。”魏更宇认为，这些技术一般称作空中通信，受气象条件影响较大。
实施起来困难较多
前不久，马斯克在接受采访时表示，SpaceX卫星互联网项目包括两个目标：第一，向发展中国家提供廉价的卫星互联网服务；第二，通过卫星通信系统，提升现有互联网主干网络速度。
“这一部分内容，我们一般看作是卫星通信的范畴。为了SpaceX项目而建立起来的卫星互联网，能够提供廉价的卫星互联网服务和提升互联网骨干网络速度。”魏更宇说。
魏更宇表示，从SpaceX项目的角度看，需要有一个基于卫星的通信网络，称之为卫星互联网，它既可以提供卫星互联网接入和提升骨干网络速度。但其接入是否廉价是一个问题，从目前的技术现状和可以预见的未来看，使用卫星通信作为互联网的接入，一般都不廉价。
同时，使用卫星通信作为一种网络的备份路由，作为最常见的提升互联网骨干网速度的手段，如果是针对不发达或发展中国家，也要看具体的应用场所。
对此，孙伟持更谨慎的态度。“由于成本太高，现在看来还不太靠谱，但星际网络是未来互联网一定会拓展的领域。”
“太空互联网具体实施起来实属不易。”孙伟认为，实现太空互联网需要大量高性能卫星，卫星和发射都比较昂贵，这将耗费大量的投资。而且较长时间的响应延误、无线传输对数据带宽的限制和多变的天文气象环境导致的中断问题等，都是太空互联网特有的新困难。
“另外，火星与地球之间的信息来回，大致需要20到50分钟的响应时间，因此需要一个不同于TCP/IP的新网络协议。”孙伟补充说。
未来在电脑前就能看到太空
尽管困难重重，但人们对外太空的探索却从未止步。
“太空互联网，可以为地球上互联网的通信提供强有力的补充和支持。”魏更宇说，有人预计到2020年，互联网的通信节点数量将由十几亿发展到七十几亿个。互联网规模急剧膨胀，网络通信量也会急剧增长。网络在短时间内超大的增长规模，对网络自身的稳定性、可靠性都是极大挑战。
从这个意义上看，卫星通信系统作为互联网的一种补充和备份技术，对提高网络的通信能力和安全性有很大的帮助；从通信系统的实践看，目前卫星通信对现有通信系统来讲，作为应急通信的支持能够发挥较大作用。
“太空互联网作为支持太空探索的重要手段，伴随太空技术在各个行业的应用，将发挥重要的运营保障作用。”魏更宇说。
太空互联网的概念提出来之后，也受到学术界、传媒等方面的热捧。
然而，魏更宇内心却有诸多忧虑。即使实现，从通信和网络技术发展的规律上看，没有规模化的商业应用，就属于小众的研究领域。“与此类比的是军工技术，如果没有转化为民用技术被大规模应用，其就是小范围的或者是短命的。”
与魏更宇相比，孙伟表现的较为乐观。在他看来，让宇航员以外的普通公民坐在电脑前就可以看到外太空世界，是互联网的又一次革命。就像发现新大陆一样，好奇心足以令全人类对太空互联网无比热衷。
太空互联网一旦实现，那么星际间通信将成为可能。过去，人们只能通过把宇航员送到太空的方式去探索未知宇宙，今后普通公民也可坐在家里通过太空互联网自由地欣赏外太空的图像和视频。“万一存在外星人呢？想象一下，有一天你可以与外星人视频聊天，是不是很兴奋呢？”谈起未来，孙伟充满期待。
天基互联网卫星今年将首发吗？
媒体从航天科工集团获悉，我国布局156颗小卫星组成的天基互联网系统今年将进行首颗卫星发射。未来组网后将使人们能够在世界任何角落自由接入宽带互联网。未来随时随地可上网我国将建设的天基互联网系统被命名为“虹云工程”，计划发射156颗小卫星，它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行，致力于构建一个星载宽带全球移动互联网络。航天科工集团二院院长张忠阳：我们的互联网接入目前在很多地方都是不覆盖的，虹云工程建成后将完全改变这一状况。比如说我们建设物联网、高铁、飞机在这些行业将完全能够提供跟现在在家里WIFI接入一样的接入服务感受。首颗技术验证星正样研制顺利“虹云工程”具备通信、导航和遥感一体化、全球覆盖、系统自主可控的特点，是一个基于小卫星的低轨宽带互联网接入系统。按照规划，整个虹云工程被分解为“1+4+156”三步：第一步将发射第一颗技术验证星，实现单星关键技术验证；第二步将发射4颗业务试验星，通过组网完成业务示范和实验；第三步将发射156颗卫星实现组网运行，完成天基互联网建设。航天科工集团二院院长张忠阳：2018年计划发射首颗技术验证星。这颗首星的正样研制目前进展很顺利，准备年底组织发射。
中国将建多少颗卫星天基互联网？
156颗据全国政协委员、中国航天科工集团二院院长张忠阳介绍，航天科工正在推进的虹云工程将在2018年发射首颗技术验证星，开展低轨宽带通信演示验证及应用示范。“虹云工程建设按照三步走的策略进行。”张忠阳说，今年完成第一步后，第二步是发射4颗业务试验星组网试运行，于2020年完成业务试验系统。2022年，我国将部署、运营整个星座，构建156颗卫星组成的天基宽带互联网，形成以低轨宽带通信为主，并具备导航增强、实时遥感支持能力的通信、导航、遥感综合信息系统。“届时，无论我们身处沙漠、海洋或是飞机上，都能享受到与家里一样的上网速度和服务体验。”媒体了解到，虹云工程极具先进性，将成为世界首套低轨Ka宽带通信系统，并在全世界首次采用宽带星间通信、星上宽带路由、多通道移相芯片等技术，宽带卫星通信终端体积最小、功耗最小、重量最轻。谈及国外相关技术发展，张忠阳认为SpaceX的创新、挑战精神值得学习，其星链计划手笔极大。虹云工程虽然卫星数量和规模偏小，目标却与之一致，最终实现的功能也大同小异。
虹云工程：超级“WiFi”离我们不远了
“虹云工程”是中国航天科工五大商业航天工程之一，计划发射156颗卫星，这些卫星将充当“太空路由器”的角色，在距离地面1000公里的低空轨道上组网围绕地球运行，构建一个以卫星为载体的全球移动互联网络，实现全球网络覆盖，从而构建一个庞大的网络服务系统，最终在全球范围内提供通信延时非常低的“无缝WiFi”服务。
由于沙漠、山脉和海洋等环境因素，世界上还有一半的人口没有接入互联网，信息的匮乏限制了当地经济 社会 文化的发展，“虹云工程”着力解决这一问题。“虹云工程”将于2022年左右完成 星座 部署，意味着未来无论是南极和北极、世界屋脊和珠穆朗玛峰都可以上网，无论深处是沙漠、海洋还是森林都不会迷航或失联，无论是乘坐飞机、游轮、高铁还是 汽车 都不会有信号中断，都能享受到与在家里一样的上网速度和服务体验，网络峰值速率可达到400mbps!
目前国际上有不少国家在进行低轨宽带通信系统的建设，但随着中国在这一技术上的大突破，已经基本实现与国际技术持平，甚至未来将后来居上，走在世界的前列。
“虹云工程”对中国商业航天的发展会带来非常大的促进作用。目前它定位的用户群体主要包括飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队以及一些偏远地区的村庄、岛屿。无人机、无人驾驶行业等，都是“虹云工程”未来可能服务的行业。近年来，中国航天驶入空间应用发展的快车道，不仅让“航天创造美好生活”成为现实，也让越来越多的人意识到：航天与百姓生活息息相关。
