太空的边界（1）

我们向太空发射的物体，无论是地球同步卫星，还是向月球和其他行星发射的轨道飞行器，还是供人类生活和工作的空间站，其位置和高度都取决于发射地点的纬度。太空中的活动越来越多，但比起5年后的发展，这还算不了什么。运转的轨道决定了物体的高度和运行方式，不同类型的卫星与地球的距离也会有所不同。有赤道上方3.6万千米处的地球同步轨道，也有41种较低的绕地椭圆形轨道。成千上万颗卫星绕地球运行、拍摄图像、广播通信和导航数据，甚至监视着你的一举一动。

近极轨卫星从北向南绕地球旋转，一天会上升或下降几次。这些卫星的高度不高，大约在200米到1000米之间，通常是由对地观测项目发射的。如今，大多数遥感卫星平台都在近极轨道上运行。从地球上看，它们似乎在朝西边移动，这是因为它们的轨道与太阳同步，但又和地球的运转速度不一样。所以它们每次升降经过地球时都会覆盖一片新的区域，能在较短时间内生成完整的地球图像。

地球同步轨道上的卫星向东绕地球运行，其高度由卫星的功能决定。它们的覆盖范围很大，而且因为是沿着地球的自转方向运行，所以发射时的速度也很快。在地球最宽的赤道处沿地球自转的方向发射物体，火箭就能借助地球自转获得额外的推力，到达更高的地方。地球同步卫星在到达所需的高度后，就会与地球自转的速度保持一致，相对于地球表面保持静止，以便始终观察同一区域。气象卫星、电信和广播卫星就是这样。卫星的位置越高，其覆盖的地球面积也就越大。

随着人造卫星的建造、发射和管理成本的降低，它们几乎可以观察地球上任何类型的活动，并提供所有人都能访问的数据。虽然卫星的数量每年都在增加，但政府对近地轨道卫星和太阳同步卫星的监管可能是最为严格的。如果拥有这些卫星的公司不为政府服务，而是追求利润，政府就应该开始制定有关卫星数据的规则，建立符合现有公民数据保护法的政策。想想谷歌地球等卫星图像服务拍到了多少人的生活，大家就能理解为什么需要更好的卫星法律了。虽然谷歌会小心地遮住城市照片中路人的脸和街景中的汽车牌照，但拍到人们在自家后院里的图片却完全没有处理。谷歌可能会争辩说，这些照片不像街景图那样会进行人脸识别，但这毕竟事关人们的私生活。2014年，伊利诺伊大学的厄巴纳-尚佩恩分校使用谷歌地球的数据绘制了市区地图，分析出人们开始在花园里种植蔬菜而非观赏性的灌木花卉。这项研究让社会公众对城市农业发展的态度产生了变化，而且越来越多的城市居民开始觉得自己种粮食不仅便宜，还能确保无毒、无添加，所以更加安全。社区的卫星影像图捕捉到了人们的花园、院子里的摆设、孩子们散落的玩具和自行车，同时让一些人能窥视他人的财产和活动。这些数据在多大程度上是合法获取的值得商榷，更为重要的是房屋和汽车等信息都很容易与个人身份相关联，而第三方未经同意就进行了数据分析。在大多数情况下，对自由的侵犯都是从无害的行为开始的，直到有人出于某种损害社会利益的目的去利用数据。政府有权以国家安全为由对公民进行监控—这种思维根深蒂固，需要进行数十年的斗争才能改变。而且我们需要商议政府在多大程度上有权对个人进行监控，并将这些数据与其他信息进行交叉核对，建立完整的个人档案。不过，随着卫星数据开始受到越来越多的管制，对可识别信息的管控则指日可待。

近地轨道

在近地轨道上所能观测到的范围比在3万英尺高空的飞机上要大得多。截至2018年11月，共有1957颗卫星在绕地球运行。1996年，拥有在轨卫星的国家还很少，主要是美国、英国、法国、意大利和俄罗斯。到2016年，世界各国从政府机构、商业公司到大学和科研机构都纷纷加入其中。一些个人也成功发射和操作了用于各种目的的自制卫星。甚至在“中国少年微星计划”中，中国的中小学生也建造和发射了自己的卫星。2018年2月，酒泉卫星发射中心随长征二号丁运载火箭发射了3公斤重的太阳同步轨道卫星少年星。约6个月后，俄罗斯一所小学的学生在“天狼星”教育中心的监督下制造了一颗重达1公斤的卫星—“天狼星1号”，由国际空间站部署，用于太空探索。这些活动可能没被察觉，但已展示出太空工业的竞争性，并揭示出政府应该如何建设未来航天企业家的人才宝库。截至2018年，包括大学、研究中心、科学机构在内的全球民间实体一共发射了145颗卫星。有趣的是，许多民用卫星上都装有无线电设备，能继续鼓励太空爱好者的参与和对太空任务的跟踪。

小型卫星群旨在满足对各种服务的需求，如物联网、对地观测、通信，以及农村地区或发展中国家的宽带需求。纳米卫星正迅速成为通往太空电信领域的大门，并且因为比地球同步轨道卫星的造价更低而吸引了不少订单。也正是由于造价问题，服务卫星中最有前景的类型是近地轨道卫星。这并不意味着更高、更大的地球同步轨道卫星将退出历史舞台，它们仍然提供着大流量且高速的全球通信服务，而且新级别的带宽将更适合物联网设备和边缘计算。不过，如果不同运营商之间的纳米卫星群能组成一个全球移动通信系统联盟，就像移动运营商之间的漫游服务一样，那么纳米卫星或许可以满足网络的交互操作和客户的需要，即随时高速地传递海量数据。如果近地轨道卫星的运营商联合起来，再加上近地轨道、中地球轨道和地球同步轨道间共享带宽所需要的地面天线，这种便宜的全球新卫星网络无疑会对目前电信公司的业务造成巨大的威胁。

当今的太空创新者并没有忽视发展卫星宽带的机会。早在2015年，埃隆·马斯克就宣布SpaceX将迎接新的挑战，为全球消费者提供经济高效的宽带互联网服务。在实现这一点之前，这家公司还有很长的路要走，但是一旦成功，他们将为世界各地的用户，甚至包括那些从没有用过宽带的人提供优质的宽带服务。该公司于2018年发射了测试卫星丁丁A和丁丁B，自此其卫星设计取得了巨大的进展。他们尽可能地将卫星的能力提升到极限，以此测试必要的信息，争取尽早推出宽带服务。2019年5月，SpaceX发射了该项目最关键的部分：60颗纳米卫星，这是该网络卫星群的首批组成部分。我们不知道这个星链网络价格如何，但其产品—传播速度达到光速—比光纤快得多，并且内容是加密的。如果真是如此，网络的中立性就能得到恢复，因为没有任何中间人能查看信息。到时除非限制比萨饼盒大小的接收器的买卖，否则任何国家都无法阻止数据的传输，人们可以将接收器安装在家里或者汽车里来获取卫星信号。

但星链并不是唯一想在这种互联网服务领域占据一席之地的项目。蓝色起源也宣布了自己的卫星群计划，此外至少有六家公司也在发展其纳米卫星网络。以后，我们将能够在世界上的任何地方享受高速的网络，但是要以牺牲夜空的景色为代价。

你可以对此持反对意见，也可以接受太空的这种转变。就人类目前计划在太空中建造的基础设施而言，我们从地球上都只能看到一个光点，因为它们太遥远了。而且，大城市的污染早就让我们无法看到晚上的星星了。所以，我们需要对目前的情况保持开放的态度。实际上，人类的空间站已经在太空中飘浮了将近20年，你看到过它吗？