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低軌衛星(LEO)是什麼?常見10個術語一次看懂

  • 作家相片: chun
    chun
  • 2天前
  • 讀畢需時 3 分鐘

低軌衛星(Low Earth Orbit satellite,簡稱LEO衛星)是指運行在距離地表約300至2,000公里軌道上的人造衛星。因為離地面近,訊號傳輸延遲低、發射成本相對便宜,成為近年衛星網路、地球觀測與物聯網通訊的主流選擇,也是太空經濟中成長最快的領域之一。

低軌衛星是什麼?跟一般衛星差在哪?

依軌道高度,衛星大致分為低軌(LEO,約300–2,000公里)、中軌(MEO,約2,000–36,000公里)與地球同步軌道(GEO,約35,786公里)。傳統電視轉播與氣象衛星多在GEO,優點是單顆就能覆蓋大範圍,但訊號來回動輒600毫秒以上;低軌衛星距離近,延遲可壓到20–50毫秒,適合上網與即時通訊。

不過低軌衛星移動速度快、單顆覆蓋範圍小,必須靠數百甚至數千顆衛星組成「星座」接力服務,這也是近年火箭發射需求暴增、太空經濟快速成長的重要原因。

為什麼低軌衛星近年這麼熱門?

這波熱潮由SpaceX的Starlink帶起,它以數千顆低軌衛星提供全球寬頻服務,是目前規模最大的衛星網路;Amazon的Project Kuiper與歐洲的Eutelsat OneWeb也相繼投入,形成多方競爭的格局。

對一般人來說,低軌衛星最直接的影響是「哪裡都能上網」:偏鄉與離島的寬頻覆蓋、飛機與船舶上的網路、天災後地面基地台中斷時的備援通訊,以及大範圍物聯網監測(如農業感測、物流追蹤),都是它的典型應用場景。

常見10個低軌衛星術語

1. 軌道高度(LEO/MEO/GEO)

描述衛星離地面多遠的基本分類。高度決定了延遲、覆蓋範圍與衛星壽命,是理解衛星新聞的第一個關鍵字。

2. 衛星星座(Constellation)

由大量衛星按特定軌道排列、協同運作的網路,例如Starlink星座。星座規模越大,覆蓋越完整、服務越穩定。

3. 星間鏈路(Inter-Satellite Link, ISL)

衛星之間直接以雷射或無線電互傳資料的技術,讓訊號不必每次都繞回地面站,可大幅縮短跨洲傳輸路徑。

4. 相控陣天線(Phased Array Antenna)

以電子方式控制波束方向的天線,不需機械轉動就能追蹤快速移動的低軌衛星,是用戶終端的核心技術。

5. 地面站/閘道站(Gateway)

連接衛星網路與地面網際網路骨幹的設施。衛星收到用戶資料後,多半仍需經地面站進入一般網路。

6. 用戶終端(User Terminal)

用戶端的收發設備,例如Starlink的碟形天線(俗稱「小耳朵」),負責與頭頂經過的衛星保持連線。

7. 延遲(Latency)

資料來回一趟所需的時間,單位是毫秒。低延遲是低軌衛星相對GEO衛星最大的優勢,也是能用來打線上遊戲、開視訊會議的關鍵。

8. Ka/Ku頻段(Frequency Band)

衛星通訊常用的無線電頻段。頻率越高、可用頻寬越大,但也越容易受「雨衰」(下雨造成的訊號衰減)影響。

9. 一箭多星(Rideshare)

單次火箭發射同時部署數十顆衛星的做法,大幅降低單顆衛星的發射成本,是星座能快速成形的關鍵。

10. 太空垃圾(Space Debris)

退役衛星與碎片若留在軌道上,會威脅其他衛星的安全。因此低軌衛星通常設計成壽命結束後主動脫離軌道,在大氣層中燒毀。

常見問題FAQ

Q1:低軌衛星網路會取代光纖或5G嗎?

短期內是互補而非取代。光纖與5G在人口密集區仍有成本與速度優勢,低軌衛星的價值在於覆蓋光纖到不了的地方,以及作為災害時的備援通訊。

Q2:低軌衛星服務在每個國家都能用嗎?

不一定。衛星服務需取得各國電信主管機關的執照才能落地營運,開通範圍與資費依地區而異,使用前需確認當地是否已開放。

Q3:一顆低軌衛星可以用多久?

一般設計壽命約5–7年,比GEO衛星短。壽命結束後會主動降低軌道、進入大氣層燒毀,以減少太空垃圾。

總結

低軌衛星是距地表約300至2,000公里、以大規模星座提供服務的人造衛星,憑藉低延遲與全球覆蓋,正在改寫通訊、物聯網與地球觀測產業的樣貌。看懂軌道高度、星座、星間鏈路、相控陣天線等10個術語,下次再看到Starlink或Kuiper的新聞時,就能快速抓到重點。

想更完整理解這個快速成長的產業,我們之後會推出「太空經濟是什麼?商機與產業全解析」以及「GPS、北斗、Galileo衛星導航系統有何不同?」等主題文章,敬請期待。

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