卫星

把卫星想成一台服务器，几乎所有设计决策都能秒懂：它部署在一个没有空调、没有大气、辐射超标、温差 270°C 的机房里， 而且——永远没有人能上门维修。断电不能重启插电源，硬件坏了不能换， 上线那一刻就是这台机器一生配置的冻结时刻。整个卫星工程， 都是围绕这个残酷约束展开的。

无论通信、遥感还是导航卫星，「机身」（术语叫平台(bus)） 都由几个标准分系统组成，载荷（相机/转发器/原子钟）才是业务逻辑。 点开下面的解剖图，每个分系统都配了一个程序员对照卡：

为什么星载计算机的芯片常常「落后地面十年」？罪魁是辐射：高能粒子击中芯片， 轻则把内存里的一个 bit 打翻（单粒子翻转(SEU)）， 重则烧毁晶体管。制程越先进、晶体管越小，越容易被打翻。所以航天芯片宁可用 老制程 + 抗辐射加固 + 三模冗余投票，也不追性能。

卫星的三大主业，一句话原理：通信是挂在天上的中继路由器， 把 A 地的信号弯管转发到 B 地；遥感是定时巡检的摄像头 （光学拍照、雷达穿云、红外测温）；导航是一群带原子钟的广播塔， 不停广播「我是谁、我在哪、现在几点」，你的手机收到 4 颗以上的广播， 解方程就能算出自己的位置。

传统卫星论吨造、按十年寿命设计、单颗几亿美元；而立方星(CubeSat)以 10cm×10cm×10cm 为单位（1U）， 大量使用工业级甚至消费级商业货架器件(COTS)—— 手机级的处理器、普通锂电池。寿命短、故障率高，但便宜到可以用数量换可靠性、用快速迭代换完美设计。

最后回答一个大家都好奇的问题。低轨卫星离地面近（延迟低）， 但每颗只能看到脚下一小片地方，而且 90 分钟绕地球一圈、 在你头顶只停留几分钟——想让任何时刻任何地点头顶都有星，只能堆数量：

再考虑不同纬度需要多个轨道面、每颗星还要留冗余，几千颗就是这么算出来的。 Starlink 一期 1584 颗 = 72 个轨道面 × 22 颗；铱星用 66 颗实现了全球覆盖但带宽小得多。 想看卫星怎么「批发」上天，看这个：

数据说明本章数字口径：Starlink 一期构型 1584 颗（72×22）为 FCC 备案数据；铱星 66 颗（6×11）； Starlink 卫星设计寿命约 5 年为 SpaceX 公开说法（2021）。视频时间戳为近似位置。