2026年3月28日，欧洲航天局（ESA）成功发射了Celeste轨道演示任务的首批两颗卫星，标志着天基基础设施建设的一个重要里程碑。这些航天器搭乘 Rocket Lab 的 Electron 火箭从新西兰发射升空，代表了欧洲定位、导航和授时（PNT）能力战略演进的第一步。通过在近地轨道（LEO）部署专门的卫星层，该任务旨在增强现有的伽利略（Galileo）卫星系统，确保在传统中地球轨道（MEO）信号经常受阻的环境中实现更高的精度和更好的信号穿透力。
Celeste 如何改进现有的伽利略系统？
Celeste 任务通过增加一个近地轨道（LEO）层来改进伽利略系统，该轨道层与现有的中地球轨道卫星互补，以增强抗干扰和防干扰韧性。这种多层架构能够实现更快的首次定位时间（TTFF）和厘米级精度，同时引入了双向应急通信以及针对 5G 和 6G 网络增强的授时服务等新功能。
ESA 设计 Celeste 任务是为了应对日益增长的“太空韧性”需求。虽然目前的伽利略和 EGNOS 系统提供了世界一流的精度，但它们运行在大约 23,222 公里的中地球轨道（MEO）上。相比之下，Celeste 演示卫星的轨道距离地球更近，从而能够实现更强的信号接收和更低的延迟。这种接近性对于现代基础设施至关重要，因为即使是微小的信号干扰也可能影响自动驾驶交通、电网和全球金融同步。
为什么 LEO 在卫星导航方面优于 MEO？
LEO 在卫星导航方面优于 MEO，是因为其卫星飞行轨道更靠近地球，能够提供更强的信号，穿透城市峡谷、茂密的植被甚至是室内环境。LEO 卫星相对于地面的快速运动还使接收器能够比传统系统更快地实现高精度定位，同时提供卓越的防欺骗能力。
信号传播的物理特性决定了距离接收器越近，无线电信号的路径损耗就越小。在实际应用中，这意味着 ESA 的 Celeste 卫星播发的信号比遥远的中轨道（MEO）卫星信号要强韧得多。对于城市峡谷（通常会阻挡或反射导航信号的高楼密集的市中心）来说，这是一个游戏规则改变者。此外，LEO 航天器较高的轨道速度提供了多样的几何布局，有助于地面接收器以目前所需时间的一小部分，实现厘米级的定位精度。
Rocket Lab 在 Celeste 任务中扮演什么角色？
Rocket Lab 担任首批 Celeste 卫星的主要发射服务提供商，利用其 Electron 火箭从新西兰发射场将载荷送入精确的近地轨道。这一合作伙伴关系体现了“新航天（New Space）”模式，强调快速部署和灵活的发射窗口，以加速欧洲关键空间技术的验证。
Electron 火箭的使用使 ESA 能够迅速从开发阶段转向轨道运行。这两颗卫星分别由 GMV（西班牙）和 Thales Alenia Space（法国/意大利）建造，在欧洲中部时间（CET）10:14 起飞后约一小时与运载火箭分离。根据 ESA 局长 Josef Aschbacher 的说法，这次任务标志着向更灵活的开发模式转变。通过利用 Rocket Lab 等商业发射供应商，该机构可以在比传统采购周期更短的时间内，在真实环境下测试创新的信号和频率。
技术方法与轨道验证
任务的第一阶段侧重于验证核心技术，并获得 L 波段和 S 波段频谱的频率权。这些频率受国际电信联盟（ITU）监管，在轨道上成功使用这些频率是任务进入运行阶段的先决条件。这些卫星充当轨道测试平台，允许研究人员实验不同的信号结构和调制技术，这些技术最终将定义下一代欧洲卫星导航。
Celeste IOD-1 和 2 卫星的关键技术目标包括：
- 测试新的信号能力，以增强室内和极地地区的可用性。
- 验证星间链路以改进星座同步。
- 展示抗干扰和防故意信号干扰的稳健性。
- 实验物联网（IoT）应用和设备追踪。
私营企业协作的影响
Celeste 任务是 14 个欧洲国家超过 50 个实体大规模工业努力的成果。该卫星群通过由 GMV（OHB 为核心合作伙伴）和 Thales Alenia Space 领导的两个并行合同进行开发。这种竞争性的双轨模式确保了 ESA 能够同时评估多种技术解决方案，促进创新并确保欧洲工业在全球 PNT 市场中保持领先地位。
ESA 导航总监 Francisco-Javier Benedicto Ruiz 强调，在过去的二十年里，卫星导航已成为社会不可或缺的一部分。他指出，Celeste 确保了欧洲在定位和授时创新方面继续保持领先地位。通过将商业专业知识与公共机构目标相结合，该任务为未来欧盟空间基础设施的建设和维护树立了典范。
未来影响及“下一步计划”
首批两颗卫星的成功发射只是多年路线图的开始。计划于 2027 年进行的后续发射将把演示星座扩大到总计 11 颗航天器。这种完整的配置将为涵盖海运、铁路和航空等不同用户环境的大规模实验提供全面环境。
最终，在这一轨道演示阶段收集的数据将为欧盟关于建立永久性 LEO 导航层的决策提供参考。这一未来的基础设施将作为伽利略系统的“韧性盾牌”，保护关键服务，并实现自动驾驶和应急响应方面的全新应用。到 2027 年，Celeste 任务将为全欧洲更安全、更精确的数字化未来奠定基础。
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