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        美國商業(yè)航天的五個創(chuàng)新市場

        2017-02-01 06:17:34DebraWerner齊林
        衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) 2017年12期

        + Debra Werner /文 齊林 /譯

        航天技術(shù)為先進(jìn)制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)、海事及醫(yī)療市場提供了廣闊前景。

        很難界定這樣一個充滿活力和不斷變化的行業(yè)——商業(yè)航天,它所涵括的那些神秘的跨國公司、億萬富翁以及飛機零部件供應(yīng)商和創(chuàng)業(yè)公司,始終處于神秘的面紗下。

        但顯而易見,他們主導(dǎo)著這個市場。根據(jù)航天基金會的數(shù)據(jù),2016年,商業(yè)航天活動創(chuàng)造了2530億美元的產(chǎn)值,這個數(shù)值約占全球航天業(yè)收入(3290億美元)的四分之三,而同期政府航天預(yù)算約為760億美元,占總數(shù)的24%。

        業(yè)內(nèi)人士預(yù)計,得益于來自互聯(lián)網(wǎng)的客戶需求、亞軌道或軌道載人或貨物運輸、提取自衛(wèi)星圖像的數(shù)據(jù)、利潤豐厚的空間資源和在軌設(shè)施或服務(wù),商業(yè)航天探索活動的發(fā)展也將始終保持強勁。

        在12月5日-7日的休斯頓空間商務(wù)會議和展覽會前夕,《SpaceNews》列舉了一些企業(yè)利用太空技術(shù)在制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)、海事及醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。

        一、增材制造

        “太空制造”轉(zhuǎn)向在軌金屬制造

        Made In Space是一家以在國際空間站上運行3D聚合物打印機而聞名的創(chuàng)業(yè)公司,總部位于加利福尼亞州默爾夫德。該公司正在開發(fā)用于在軌金屬制造的工具,相關(guān)產(chǎn)品或?qū)⒃?018年發(fā)布。

        Made In Space 生產(chǎn)的錫鉍鑄造金屬管件

        “我們在太空制造方面的總體目標(biāo),是將盡可能多的制造技術(shù)帶到太空中,以便更好地遂行相關(guān)任務(wù)”,總裁兼首席執(zhí)行官Andrew Rush說。 “聚合物用途廣泛,但就像我們在日常生活中所經(jīng)歷的那樣,在太空中我們也需要一整套制造技術(shù)才能用它生產(chǎn)出有用的物品?!?/p>

        在聚合物之后,金屬成為不二選擇,它可以提供比聚合物更高的強度、持久性和硬度,亦可用于制造導(dǎo)電組件或反射面。 Rush稱,宇航員也由此會對3D打印工具有更多的信心,畢竟它們的外觀和使用感覺與在地面上使用的工具一樣(這有利于宇航員樹立太空生活的信心)。

        2017年7月,該公司獲得了美國國家航空航天局(NASA)的微型企業(yè)創(chuàng)新研究基金(SBIR)資助,用于研發(fā)其“Vulcan先進(jìn)混合制造系統(tǒng)”,該系統(tǒng)將增材和減材制造相結(jié)合,旨在生產(chǎn)高質(zhì)量、高精度的聚合物和金屬部件,其質(zhì)量堪比地面加工的零部件。

        Rush說:“我們正在使用最初用于聚合物的環(huán)境控制系統(tǒng),并將其進(jìn)一步升級?!彼f,這樣做的目的在于盡可能防止任何金屬屑或其他碎片進(jìn)入船員艙。

        Made In Space還不知道NASA的空間站項目辦公室何時需要在空間站上安裝Vulcan。不過,該公司也在推行其他金屬制造技術(shù),Rush說:“我們正在與相關(guān)伙伴進(jìn)行合作,以便將其技術(shù)帶到太空,有些技術(shù)可能在明年推出。”

        例如,Made In Space成功演示了在微重力環(huán)境下的金屬鑄造。 Rush說:“這正是我們想推廣到空間站的技術(shù)?!?/p>

        二、農(nóng)業(yè)

        Climate 提供衛(wèi)星和航空圖像幫助農(nóng)民管理作物

        氣候公司(Climate Corporation)正在為其數(shù)字農(nóng)業(yè)平臺Climate FieldView添加多個航空影像來源,作為其多年來提供衛(wèi)星影像的補充。

        在過去的六個月里,氣候公司宣布了與加利福尼亞州奧克蘭的Ceres Imaging,加利福尼亞州圣萊安德羅的TerrAvion,科羅拉多州波爾德的Agribotix以及多倫多的Deveron UAS Corp.合作的計劃,這些公司通過飛行員及無人駕駛飛機,用傳感器采集農(nóng)業(yè)圖像 。

        氣候公司的首席技術(shù)負(fù)責(zé)人Mark Young表示,農(nóng)民們利用Climate FieldView提供的衛(wèi)星圖像可以快速查看和分析他們田地的健康狀況。而依靠高重訪率、高分辨率的航拍圖像,農(nóng)民可以獲得關(guān)于農(nóng)作物健康的細(xì)節(jié)分析報告。

        兩張Climate FieldView植物地圖,左為5m分辨率衛(wèi)星圖像;右為0.5m分辨率航拍圖像。

        無論通過衛(wèi)星還是航拍圖像,農(nóng)民都可以了解到農(nóng)田是否遭受蟲害或土壤過于干燥的困擾。 Young說,而通過高分辨率的航拍圖像,甚至可以分辨出害蟲的種類或作物缺水程度?!皥D像越多越好!數(shù)據(jù)的多樣性使我們能夠分析出更多的與農(nóng)作物水分、氮脅迫和收獲時間有關(guān)的結(jié)論?!?/p>

        氣候公司計劃繼續(xù)增加Climate FieldView的影像類型——來自衛(wèi)星、航空以及地面?zhèn)鞲衅鳌?Young還發(fā)現(xiàn),“我們的許多客戶使用不同來源的各種數(shù)據(jù)來優(yōu)化他們的運營”。

        農(nóng)業(yè)監(jiān)測是日益增長的對地觀測市場的組成部分,根據(jù)10月出版的《衛(wèi)星地球觀測報告(第9版)》內(nèi)容,北方天空研究公司(NSR)認(rèn)為該市場或?qū)⒃?026年達(dá)到520億美元。 報告指出,政府機構(gòu)將繼續(xù)主導(dǎo)市場,但為滿足農(nóng)業(yè)、林業(yè)、能源、自然資源和工業(yè)應(yīng)用的圖像需求也將持續(xù)增長。

        三、能源

        銥星幫助公用事業(yè)機構(gòu)監(jiān)控高壓電網(wǎng)

        為電力公司提供技術(shù)的Lindsey制造公司已經(jīng)與銥衛(wèi)星公司合作,為監(jiān)測高壓電纜提供了一種新的工具。

        憑借Lindsey公司開發(fā)的這種掛在電纜上的動態(tài)線路額定裝置,通過銥星傳輸信息,顯示每條線路的溫度、電壓和位置。該裝置可以將相關(guān)信息及時通知公共事業(yè)機構(gòu),例如某條電力線過于靠近樹木或建筑物。

        公共事業(yè)機構(gòu)通過調(diào)整特定電力線的電量,將最大限度地提高電網(wǎng)的效能。此外位于加利福尼亞州阿蘇薩的Lindsey公司還銷售來自電網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析產(chǎn)品。

        以前,Lindsey公司的設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。而最新產(chǎn)品Smartline內(nèi)置銥星調(diào)制解調(diào)器,使公用事業(yè)機構(gòu)能夠監(jiān)控蜂窩網(wǎng)絡(luò)未覆蓋地區(qū)的電力線路。

        魁北克水電公司是第一家安裝Lindsey制造的SmartLine動態(tài)線路額定裝置的公用事業(yè)公司,通過銥星網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測電力線的使用情況并共享數(shù)據(jù)。

        銥星物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)副總裁兼總經(jīng)理Tim Last表示:“可以預(yù)見,電力基礎(chǔ)設(shè)施將變得越來越重要,這將成為未來衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的一大市場。”

        隨著物聯(lián)網(wǎng)的擴張,越來越多的能源公司正在利用衛(wèi)星傳輸來自農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù),并密切關(guān)注其移動資產(chǎn)的動態(tài),如鉆探設(shè)備。接受采訪時,Last說:“過去的幾年對全球石油和天然氣行業(yè)來說,并不是很樂觀,但是這種趨勢畢竟穩(wěn)定下來并有所回升?!?/p>

        Lindsey制造公司營銷副總裁Philip Spillane在一份聲明中說:“對于我們來說,與銥衛(wèi)星公司合作是一個毫無疑問的選擇。我們正在尋求改變公共事業(yè)機構(gòu)利用電網(wǎng)的方式,為了做到這點,我們需要確保自己的技術(shù)能夠在全球范圍內(nèi)可靠地工作,唯一的方法,就是選擇與銥星合作。無論何時,他們的網(wǎng)絡(luò)都為我們提供可靠的服務(wù)?!毙l(wèi)星鏈路來共享船舶性能信息,并與家人、朋友聯(lián)絡(luò),上網(wǎng)以及進(jìn)行娛樂活動。

        作為Intelsat北美銷售總經(jīng)理,Randy Anders有很多感慨:“上述活動推動了更高通量的需求??蛻粢蟾叩膸挘坏┇@得他們會立馬讓流量跑起來,去做各種各樣的事?!崩?,KVH向用戶提供稱為IPMobileCast的服務(wù),它使用戶可以在海上收看電視節(jié)目、體育賽事、新聞節(jié)目、電影、天氣預(yù)報…… Anders說:“海員需要高通量的連接,以便在下載多媒體內(nèi)容的同時仍能打電話和上網(wǎng)?!?/p>

        NSR預(yù)計,到2026年,海上VSAT用戶租用衛(wèi)星容量,可以產(chǎn)生超過10億美元的市場收入。 根據(jù)其在7月發(fā)布的《海事衛(wèi)星市場報告(第5版)》,2016年該數(shù)值僅為4億美元。

        “我們與KVH有著牢固的合作關(guān)系。”Randy Anders說。早在Intelsat發(fā)射第一顆EpicNG衛(wèi)星(2016年1月)之前,公司高層就已向KVH展示了該衛(wèi)星的點波束將如何為包括加勒比海、地中海和北海在內(nèi)的主要航路提供更高通量的服務(wù)?!八麄儗硪獮橛脩籼峁┦裁捶?wù),有清晰而前瞻性的認(rèn)識。雙方的合作關(guān)系使我們更堅定地看好EpicNG平臺的前景。”Anders表示。

        “Intelsat擁有五顆在軌運行的EpicNG衛(wèi)星?!?Intelsat發(fā)言人Jason Bates表示,“第六顆EpicNG衛(wèi)星(Horizons-3e),是我們與日本衛(wèi)星運營商天空完美日星公司(Sky Perfect JSAT)共同所有,計劃于2018年底發(fā)射并填補星座的全球覆蓋空白。

        四、海事

        KVH選擇lntelsat EpicNG衛(wèi)星使其海上寬帶服務(wù)提速

        憑借其全新的TracPhone V7-HTS終端,移動衛(wèi)星通信設(shè)備和服務(wù)提供商KVH公司(KVH Industries)有望向客戶提供最高速度為10Mbps的下載速度和3Mbps的上行速度。而其上一代產(chǎn)品TracPhone V7-IP的下載速度僅為3Mbps,上行速度僅為512kbps。

        KVH與Intelsat的合作是海事市場對衛(wèi)星通信需求不斷增長的最新例證。 海員們依靠

        KVH 公司正準(zhǔn)備在2018年初通過衛(wèi)星運營商Intelsat的EpicNG星座,為商業(yè)和私人海上客戶提供寬帶服務(wù)。

        五、醫(yī)療

        充氣衛(wèi)星天線幫助波多黎各重建災(zāi)后通信

        颶風(fēng)瑪利亞重創(chuàng)了美國部分地區(qū)及加勒比海附近的島嶼。波多黎各也深受其害,包括通信在內(nèi)的眾多基礎(chǔ)設(shè)施被毀。作為參與救災(zāi)的一員,立方體公司(Cubic Corporation)使用其GATR衛(wèi)星天線為當(dāng)?shù)鼐用窈蜕鐓^(qū)負(fù)責(zé)人提供了超過兩個月的通信鏈接。

        災(zāi)難發(fā)生后,非政府組織“災(zāi)難即時響應(yīng)小組”和思科公司的行動小組在波多黎各呼吁各方援助。彼時,GATR 技術(shù)公司的員工(立方體公司解決方案的一部分)正在附近的美屬維爾京群島致力于在“史上最強颶風(fēng)”艾爾瑪過境后重建當(dāng)?shù)氐耐ㄐ畔到y(tǒng)。

        接到求助后,GATR 技術(shù)公司立即響應(yīng),解決方案總監(jiān)Victor Vega及同事帶著裝在手提箱中的充氣衛(wèi)星天線,來到通信基礎(chǔ)設(shè)施被強風(fēng)和倒下的樹木毀壞的波多黎各受災(zāi)地區(qū)。他們在兩座美國國民警衛(wèi)隊建筑物(同時也是救災(zāi)物品分發(fā)點)的屋頂上,安裝了GATR的2.4米充氣式天線。

        隨著波多黎各社區(qū)開始重建他們的地面基礎(chǔ)設(shè)施,Vega等人放掉天線的氣,把它們打包并繼續(xù)轉(zhuǎn)戰(zhàn)下一個需要救援的地區(qū)。

        GATR 技術(shù)公司主要向美國軍方銷售充氣天線。Vega風(fēng)趣地比喻道:“災(zāi)后應(yīng)急通信救援工作的難度,幾乎相當(dāng)于軍事遠(yuǎn)征部隊在偏遠(yuǎn)地區(qū)面臨的挑戰(zhàn)。”

        例如,為了在波多黎各別克斯島上重新建立通信聯(lián)絡(luò),Vega和他的同事先帶著一個2.4米可充氣天線乘直升機抵達(dá),然后在別克斯市政廳的屋頂裝了數(shù)小時的天線,使市長辦公室和附近的藥店得以恢復(fù)通信。有屋頂?shù)奶炀€作為Wi-fi熱點,附近3-5公里范圍內(nèi)的手機服務(wù)以及本地911服務(wù)都得以恢復(fù)。

        GATR 技術(shù)公司為波多黎各當(dāng)?shù)靥峁┑膽?yīng)急通信服務(wù),是通過全球衛(wèi)星通信運營商Intelsat公司的Galaxy 17、Galaxy 18和Intelsat-34衛(wèi)星,以及由天空完美日星公司和Intelsat共同運營的Horizons 1衛(wèi)星實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

        Victor Vega在別克斯島市政廳的天臺安裝GATR技術(shù)充氣天線

        該公司稱相關(guān)救援行動不會收取費用。

        倫敦市場研究公司Technavio對公共安全市場2016-2020年全球衛(wèi)星寬帶通信板塊進(jìn)行了預(yù)測,應(yīng)急響應(yīng)將成為衛(wèi)星通信市場日益增長的一部分。該公司估計,到2020年,執(zhí)法機構(gòu)、公共衛(wèi)生和緊急救援機構(gòu)每年將花費5.6億美元用于衛(wèi)星寬帶,而2015年的該數(shù)值為2.8億美元。根據(jù)報告,2016年,僅緊急救援機構(gòu)就花費了1.744億美元用于衛(wèi)星通信。

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