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建设超级卫星星座的5大原则

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Posted By admie

商业化带来的低成本、技术革新带来的高性能使得单颗卫星的“体态”越来越小,卫星星座的概念也早已不稀奇。但运行一个含有数百个卫星单元的超级卫星星座依然面临着巨大挑战。近期外媒对各家公司高管就相关问题进行了采访,一起来看看他们如何说。吉尔莫尔

去年9月,Planetlanet在旧金山开设了一家制造工厂,每周可生产多达40颗卫星。负责航天器开发和制造的副总裁切斯特•吉尔莫尔认为,只有快速制造卫星,才能不受发射日期的限制。

而OneWeb和SpaceX的目标是制造数千颗卫星——OneWeb最多制造2000颗,SpaceX最多制造12000颗。OneWeb人造卫星项目主管克里斯•温斯莱特(Chris Winslett)表示,该合资企业位于佛罗里达州的新工厂耗资8500万美元,计划在今年全面投产后,每天生产两颗人造卫星。SpaceX卫星政策主管大卫•戈德曼则提到,自家公司正在吸取建造火箭的经验教训,并将这些经验应用于其“星链星座”。

制造和管理成百上千的无疑需要大量人力,但部分制造商们宣称,他们已经找到了实现部分自动化控制的方法。

戈德曼说,SpaceX正在上传美国空军联合太空行动中心和其他来源的卫星和太空碎片的跟踪数据,这样Starlink卫星就可以自动绕过危险飞行——这与马斯克在特斯拉制造的自动驾驶电动汽车没什么不同。

温斯莱特表示,OneWeb计划实现卫星飞行的自动化流程,毕竟如果只依靠人来管理数百颗卫星,就需要“一个小村庄”。

但Planet的吉尔莫尔认为过早地依赖自动化可能会将有缺陷的程序固化到生产中,而这可能是非常难以纠正的,所以该公司会“尽可能少地实现物理自动化”,并“尽可能晚地”引入任何自动化。

任何人都不希望失败,星座建造者更是如此,但他们也表示,不能期待所有的事都很完美。SpaceX、OneWeb和Planet的受访者一致认为,新的尝试总会面临失败的风险,但是毫无行动才是最大的失败。巨型星座在首次发射中出现故障并不意外,正如那句人人皆知的名言“失败是成功之母”,从失败中吸取经验后继续前进方能达到成功彼岸。Planet的吉尔莫尔说,“当我们说对失败要有一定的容忍度时,并不是说我们期待失败,而是说我们采取了一种不同于以往的任务保证方式。”

一方面,在任务只存在“完全成功或完全失败”的行业中,小型卫星(尤其是立方体卫星)的性能革命,为“局部失败”提供了可能。譬如,SpaceX发射的第一批“星链”卫星尽管有几颗失联,但从它们的失败中获得的数据价值和经验教训远超其成本,这充分例证了原则三“为失败留有余地”的结论。

另一方面,值得警惕的是,在十几个公司计划参与竞争的卫星轨道中,即便5%的丢失率仍然会造成巨大的碰撞风险。所以,从商业经济的角度来看,那些失败的卫星任务需要一个有效且可靠的退役清除系统,这不仅是出于轨道安全和太空清洁的道德考虑,也能够在节约操作成本和延长航天器寿命方面获得出乎意料的回报。

目前,美国联邦通信委员会提出“在新太空时代减少轨道碎片”的建议,已经调研了激励卫星运营商采用卫星退役系统的奖励形式。

SpaceNews用第二条规则“选择性自动化”描述了SpaceX和OneWeb的部分自动化操作计划,旨在自动避免碰撞。这确实是一个有效的计划,不过追本溯源,负责任的卫星运营商更应该注重出厂卫星的质量,规避失效卫星的大量产生。

在大星座时代,卫星轨道区域是一种新的地球资源,保证卫星轨道的清洁是全人类共同的责任。因此,在建造巨型星座时,一定要考虑到它的使用寿命,只有该星座卫星全部正常退役后,运营商的任务才算完全结束。

空间公司正在开拓一种利用太空开展业务的新模式,最早的空间实体已经在设计、制造、性能和商业模式等多个层面颠覆了传统范例。近期的空间业务都尝试着以可持续发展的方式提供轨道运输服务,“可持续性”是人类大多数生产行为的共识,但在太空中,我们还没有找到系统可循环的资源利用方法。太空市场正经历着无限的指数增长,虽然推广“从一个摇篮到另一个摇篮”的资源再利用方法可能为时过早,但能够考虑到卫星“从摇篮到墓地”的全生命周期设计,已经意味着人类踏出了合适的第一步。

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