加拿大Kepler ：光学链路、在轨计算、可扩展星座设计

Kepler Communications 成立于 2015 年，总部位于加拿大多伦多，专注于建设面向航天器的数据中继与在轨计算能力。其总体目标是形成一种“空间互联网”式的通信架构，使在轨航天器能够在空间内部实现数据汇聚、交换与回传，而不完全依赖地面站排队下行。

该定位与传统地面为中心的通信方式相比，强调在轨链路密度、实时性与网络化能力，是近年来商业航天通信体系变化的重要方向之一。

一、技术路径：光链路、在轨处理与垂直一体化

Kepler 采用的技术路径包括三个方面：

1. 光学通信链路

Kepler 已在 23 颗轨道卫星上验证其专利技术，是首批实现与美国 SDA光学通信标准兼容的商用公司。包括：

·空间对空间光链路

·空间对地面光链路

·空间对空中平台的光通信演示（与 General Atomics 合作）

这些验证显示其光链路具备跨域通信能力。
在商业领域中，能够同时开展多类光链路验证的企业并不多见。

2. 在轨计算能力

Kepler 规划在下一代星座中配备计算与存储能力，使卫星可在轨执行：

·数据压缩、筛选

·EO 数据初步分析

·部分 AI 推理任务

这些能力旨在减少原始数据回传量，提高空间数据处理效率，符合在轨边缘计算的发展趋势。

3. 垂直整合与生产

Kepler 拥有自建的卫星生产设施，负责设计、集成、总装与测试。
在商用卫星通信企业中，自建生产线并实现较高垂直整合虽非独一无二，但属于相对较少的组织方式，有利于确保技术迭代速度和系统兼容性。

二、业务结构：数据中继、在轨计算与托管载荷

Kepler 的服务体系分为三类，与其技术架构直接对应。

1. Kepler Network（中继网络）

为航天器提供在轨可用的中继链路，包括高吞吐回传、按需连接和特定区域服务。
适用于需要较高数据时效性的 EO、科学载荷与部分商业空间任务。

2. Kepler Compute（在轨计算）

在规划的星座中提供在轨算力，使客户可将部分数据处理任务前移至轨道端。
这一概念可降低回传数据量并提高响应速度，特别适用于环境监测、动态场景分析和应急类任务。

3. Hosted Payload（托管载荷）

客户可以将传感器或软件集成至 Kepler 卫星平台，依托其光链路与在轨处理能力完成实验或运营。
这种“托管 + 网络接入”模式有助于降低进入轨道的成本与周期。

三、通信模式：按任务需求提供不同类型链路

Kepler 将任务通信抽象为四类产品化能力，便于商业客户理解与部署：

1. Assured（保障通信）
   提供保证时段、保证容量的关键任务连接，适合高优先级 EO 或特定区域任务。

2. Scheduled（按需调度）
   支持提前至 30 天、最短 10 分钟前的链路预约，适合常规下行、LEOP、应急场景。

3. High-Speed Downlink（高速下行）
   面向大容量数据批量传输需求（EO、科学任务）。

4. Persistent（持续连接）
   适用于载人航天与连续流数据任务，为商业空间站和长期实验提供持续带宽。

通信方式从“依赖地面站排队”转变为“按需调用网络资源”。

四、星座规划与近期进展

1. 2025 年公布的验证成果

Kepler 在 2025 年公开了多项跨域光链路验证成果，包括：

·太空-地面光通信

·太空-空中平台双向链路

·在 SDA 与 DRDC 项目中的北极通信实验

这些结果说明其光学链路具备一定的通用性与工程可行性。

2. 2026 年计划部署首批业务星

Kepler 预计在 2026 年发射 10 颗约 300 kg 的新一代光学中继卫星。
特征包括：

·多个光学终端

·与 SDA 标准兼容

·在轨计算与数据交换能力

·支持托管载荷

后续批次卫星预计将提高光链路吞吐能力，并继续保持与既有架构的向后兼容。

五、对商业航天任务的适用性

Kepler 的体系主要服务以下场景：

1. 地球观测与科学载荷

可减少数据滞留时间，支持“准实时”数据交付，提高任务响应速度。

2. 商业空间站与载人任务

持续链路与较高带宽可支持实验数据回传、高清视频通话与远程操作。

3. 国防与应急通信

跨域链路与高时效性适合用于极地、海域或基础设施稀疏地区的任务支持。

4. 新兴空间应用

如空间机器人、轨道服务与空间制造，可利用在轨计算与中继链路进行状态感知、任务协同与数据处理。

https://kepler.space/

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