Planet Labs一次性發射 146 顆微型衛星,這些拳頭大的衛星能幹啥?
距離蘇聯發射第一顆人造衛星已經過去了 61 年,發射衛星早已不再是一個需傾舉國之力才能完成的任務了。而且科技公司能把衛星做到只有麵包塊那麼大,單趟發射上百顆衛星。
像私營太空科技公司 Planet Labs 曾利用火箭向太空發射了 146 顆微型衛星,創下了人類歷史上發射最多衛星的記錄。
但它的記錄應該不會儲存太久,因為軟銀投資的太空技術公司 OneWeb 表示要發射 648 顆微型衛星,構建通訊衛星網路。
2010 年,Planet Labs 誕生在加州的一個車庫裡,而非傳統的得克薩斯州和佛羅里達州的傳統航天中心。它由前 NASA 科學家創辦,沒有政府背景,靠風險投資起家,迄今為止已經獲得了 1.74 億美元融資,製造了約 300 顆小衛星。
消費電子產業的發展,眾多價效比高的元件給微型衛星的發展奠定了基礎,以 Planet Labs 為例,他們所製造的衛星元件均出自商業世界的現有成果:手機中的無線發射元件,用在牙科工具上的反作用輪,原本用在汽車與醫療裝置上的處理器,而最重要的照相服務則結合攝影電影中的攝像機,以及網際網路上的開源軟體。
如今衛星的小型化背後是多個相關行業的共同進步。
衛星體積在變小,製作和發射成本在變低
1957 年 10 月 4 日,蘇聯在拜科努爾航天中心順利發射了第一顆人造衛星“斯普特尼克 1 號”。
這顆基本上也幹不了的衛星重達 83.5 千克,殼體中充滿了加壓的氮氣,每 96 分鐘就環繞地球一圈。在接下來的幾年裡,美國、法國、日本和中國都相繼發射了自己的衛星。雖然這些衛星的形狀、材料各異,但都有一個共同屬性,那就是大、重、貴、慢。
微型衛星大量使用通用電子部件,某些低成本衛星甚至會使用改造過的手機主機板。 NASA 前工程師 Pete Klupar 感慨,“黑莓手機都比微型衛星功能多,擁有更好的感測器和處理器。”

2014 年,Planet Labs 創始人 Will Marshall 在 TED 現場展示了該公司設計的微型衛星。他用一隻手託著它,它的主機看起來只有半個法棍麵包那麼大,具體尺寸是 10x10x30 釐米。他將它命名為“鴿子”。

但這還不是現在世界上最小的衛星。Planet Labs 的競爭者們開發出了和三階魔方差不多大小的衛星,實驗室裡還出現過和郵票差不多大小的衛星。這些衛星被統稱為“微型衛星”。一般情況下,對微型衛星的普遍定義是低於 500 千克的衛星。
除此之外,還有整個發射行業的變化。2004 年,美國聯合發射聯盟的單次發射報價在 7000 萬到 9000 萬美元之間,國際發射服務的價格在單次 1 億美元左右,而阿里安航天公司,平均價格達到了 2 億美元一次。
十年後的 2014 年,Space X 單次發射的價格已經降到了 5400 萬美元左右。一年後,該公司首次實現了可回收火箭方案,每次發射的成本直接降低到了 3-500 萬美元一次。
這些進步共同使得微型衛星的大量升空成為可能。

微型衛星主要用來拍地球和組建通訊網路
一般就是兩個用處:一是為地球拍照片,二是覆蓋通訊網路。Planet Labs 和正與它競爭發射最多顆衛星的公司 OneWeb 就分別瞄準這兩個不同的應用場景。
首先是拍照片。傳統衛星地圖更新慢,而且因為成本高而無法大量發射,所以覆蓋面積也有限。傳統遙感衛星的資料更新週期為半個月或一個半月左右。
Planet Labs 的衛星軌道高度在 1000 千米以下,和太陽保持穩定的角度,利用太陽能維持運作。它每 90 分鐘繞地球一圈,利用地球的自轉進行測量和拍攝,每顆衛星能夠以 3 至 5 米的解析度對地球進行成像。
2017 年 11 月,Planet Labs 達到了每 24 小時完整拍攝一次地球所有位置的里程碑,當時的太空中有 170 餘隻“鴿子”。2019 年 1 月,60 Minutes 的記者 David Martin 去訪問該公司時,發現它的衛星每 24 小時就會發回 120 萬張照片。通過對比不同時期拍攝的照片,他們能看到河流的移動、森林的變化以及車輛的行駛等等。
Planet Labs 現在為 200 多家客戶提供圖片服務,它們被應用在火災、農業、海洋、氣象等各個領域。
2015 年,Planet Labs 的衛星發現了一片野火,大約 10 分鐘後,他們將圖片傳送給了當地的消防機構,通過照片確定了野火位置,蔓延方向和風向。Orbital Insight 也曾利用 Planet Labs 的圖片資料,對帶有非固定油蓋的儲油罐分析,確定油罐內石油剩餘量來估算還有多少石油可以直接投入市場。 對衝基金公司利用計算沃爾瑪商店停車場中的汽車來估算沃爾瑪的收入。
微型衛星的第二個用處就是建立通訊網路。Space X 此前公佈要利用 4400 顆衛星提供上網計劃。2018 年,該公司發射了 64 顆 Microsat-2a 和 -2b 微型衛星和立方體衛星。高通和維珍集團投資的 OneWeb 公司也提出了相關的申請。中國航天科工集團也提出了“虹雲工程”,2022 年前將 156 顆小型衛星送上天。
該領域一個比較出名的參與者是 Facebook。2014 年時,Facebook 曾聘請了 OneWeb 的創始人 Greg Wyle 一起開展網際網路衛星計劃,但因為擔心這項預計耗資 10 億美元的計劃無法收回成本,專案公佈還不到 1 年就終止了。
但 Facebook 並沒完全放棄這個想法。2016 年,該公司一個名為“連線實驗室”的技術部門準備通過一顆衛星面向非洲地區提供上網服務,他們將衛星發射的任務委託給了 SpaceX 公司。可惜,SpaceX 的獵鷹九號火箭發生爆炸事故,把 Facebook 的衛星也炸燬了。
最新訊息是,Facebook 計劃在 2019 年發射自己的網際網路衛星 Athena。在具體資料接收與傳送上,Athena 和 OneWeb 用的是同一種技術,也需要通過地面的閘道器站獲得訊號再轉發給使用者。
越來越多的資本正在加入太空競賽
衛星的縮小帶來了商業化運作的可能,越來越多的風投基金加入了進來。2018 年,風投基金向空間技術公司投入了 44.07 億美元,同比增長了 13%。

Space Angels 計算了自 2009 年以來投資太空的 534 家風險投資公司,其中 114 家是 2018 年首次參與投資,1/4 的投資是 B 輪投資。
雖然有些交易並沒有披露具體的投資者,但 Tauri Group 發現,福布斯億萬富豪榜上有 21 人都與航天企業有聯絡。這些投資者包括微軟公司的比爾·蓋茨,亞馬遜公司的傑夫·貝佐斯,Google 公司的拉里·佩奇、埃裡克·施密特,Dish 網路公司的查爾斯·厄根,微軟聯合創始人保羅·艾倫,騰訊的馬化騰,拉斯維加斯金沙集團的謝爾登·阿德爾森,以及維珍銀河隊的理查德·布蘭森等等。
福布斯評論稱,這些投資者唯一擔心的問題是投資太空公司會比較難退出。
不過也不是沒有成功案例。2014 年,Google 以 5 億美元收購了太空技術公司 Skybox,3 年後,Planet Labs 又從 Google 手裡收購了 Skybox。
根據美國衛星工業協會的資料,2017 年全球衛星產業總收入達到 2686 億美元,其中佔比最低的是衛星發射服務,收入僅 46 億美元,佔比 2%;佔比最高的是衛星服務業,收入總額是 1287 億美元,佔比達到 48%。
來源:好奇心日報