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        最便宜的小衛(wèi)星?

        2017-12-07 03:19:35阿什利·萬(wàn)斯,馬津京
        衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) 2017年10期
        關(guān)鍵詞:帆板衛(wèi)星

        最便宜的小衛(wèi)星?

        起初,很多人都認(rèn)為Planet的衛(wèi)星就是個(gè)噱頭,因?yàn)樗〉秒y以拍攝高分辨率的圖片,而且想要同時(shí)控制數(shù)十顆衛(wèi)星存在技術(shù)上的難點(diǎn)。

        此外,雖然首席執(zhí)行官M(fèi)arshall和首席戰(zhàn)略官Schingler都有過(guò)硬的專業(yè)素養(yǎng),但是他們的理念卻像海市蜃樓一般虛無(wú)縹緲,一點(diǎn)兒也不像初露頭角的商業(yè)巨頭(首席技術(shù)官Boshuizen也在2015年離開(kāi)了這家公司)。

        現(xiàn)年(2017年)38歲的Marshall出生在倫敦以南肯特郡的一個(gè)中產(chǎn)家庭,他自幼就對(duì)航天抱有很大興趣。青年時(shí)期,他在酒保和電工兩個(gè)身份里來(lái)回切換——“我經(jīng)常頭天晚上喝得爛醉,然后第二天把自己給電了”——賺到錢就拿去做自己的望遠(yuǎn)鏡。

        在牛津大學(xué),他學(xué)習(xí)了量子隱形傳態(tài)和量子疊加等非常規(guī)物理學(xué)知識(shí),正當(dāng)大家都以為他會(huì)繼續(xù)學(xué)術(shù)生涯的時(shí)候,他選擇回歸初心,前往美國(guó)多個(gè)航天研究中心見(jiàn)習(xí),最終成為了新一代創(chuàng)新型工程師中的領(lǐng)袖。

        Marshall看上去骨瘦如柴,膚色蒼白,甚至有些書(shū)呆子氣,但是他的膽識(shí)遠(yuǎn)超這些表象。多年以來(lái),他一直都會(huì)前往非洲的偏遠(yuǎn)地區(qū),為那里的學(xué)齡兒童教授科學(xué)知識(shí)。在英國(guó)時(shí),他常常圖好玩而闖入禁地,甚至某次女王在溫莎城堡的時(shí)候他也混了進(jìn)去。

        Marshall為人直接,說(shuō)話直來(lái)直去,甚至在加入NASA之后,因?yàn)樗男愿穸づ嗽虑蛑懫鲌F(tuán)隊(duì)的一位成員,導(dǎo)致后者煽動(dòng)美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)Marshall的身份展開(kāi)調(diào)查。相關(guān)調(diào)查進(jìn)行了數(shù)年,某次在舊金山國(guó)際機(jī)場(chǎng),他還被出入境管理人員扣押,他的電腦設(shè)備也被沒(méi)收?!疤珖樔肆恕保貞浀?,“我很擔(dān)心我們?yōu)轫?xiàng)目做出的努力付諸東流”,還好這種情況沒(méi)有發(fā)生。

        Marshall幼年的一位朋友Kevin Parkin也在埃姆斯工作,他形容Marshall就像有命運(yùn)之光眷顧一樣?!八幸环N能夠吸引VIP的氣場(chǎng)”,Parkin回憶著,有一次Marshall決定從Rainbow Mansion出發(fā)登山,一路穿過(guò)20英里的荒野去到海邊,“他甚至連瓶水都沒(méi)帶就進(jìn)山了,結(jié)果第二天回來(lái)的時(shí)候卻坐著Larry Page和Sergey Brin的車,原來(lái)Marshall在海灘趕巧碰到了這兩位創(chuàng)建Google的前輩?!?/p>

        辦公室里的Dove

        另一位主角Schingler今年(2017年)也是38歲,同樣不走尋常路。他去印度參加88顆立方星的發(fā)射,一路都是借宿,甚至還在大棚的冰淇淋機(jī)旁打地鋪將就了一晚。為了能夠交好運(yùn),他去當(dāng)?shù)氐乃聫R祈禱,還買了88個(gè)金色的小神像。他與妻子在世界各地建立了不同的共享公寓——算是他們質(zhì)疑當(dāng)今社會(huì)結(jié)構(gòu)而進(jìn)行的一個(gè)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)。

        Schingler和Marshall再加上其他幾位朋友最近達(dá)成了一個(gè)協(xié)議,他們中若是有人發(fā)了橫財(cái),要進(jìn)行大宗采購(gòu),必須經(jīng)過(guò)投票表決,大部分錢必須用于更大的善事(greater good)?!昂芏嗳嗽礁挥性焦陋?dú),”Schingler說(shuō),“與其同親朋好友變得疏遠(yuǎn),我更愿意以變革理論為指導(dǎo),在親朋和工作項(xiàng)目中變得充實(shí)?!?/p>

        或許Planet公司很快就能把這種大局思想付諸實(shí)踐。成立7周年之際,Planet已經(jīng)在研制第14代Dove衛(wèi)星,其內(nèi)部廠房每周會(huì)淘汰20顆劣質(zhì)星。

        Dove立方星的外殼呈黑色,采用鋁合金制成,質(zhì)量很輕,外部是10cm×10cm×30cm的立方體結(jié)構(gòu),內(nèi)含2013個(gè)部件。中間是一個(gè)用鍍金隔熱條帶包裹的圓柱形望遠(yuǎn)鏡,圍繞它的是六個(gè)鋰離子電池,每個(gè)電池配有一個(gè)加熱器,還置有多個(gè)電路板。Planet公司并未透露Dove衛(wèi)星的造價(jià),但是某消息人士表示,其成本遠(yuǎn)在六位數(shù)以內(nèi)(well into the six fi gures),意即遠(yuǎn)在百萬(wàn)美元以下。

        為了降低風(fēng)險(xiǎn),衛(wèi)星制造商大都不會(huì)輕易更改設(shè)計(jì)方案。然而對(duì)于Dove衛(wèi)星來(lái)說(shuō),它可以持續(xù)升級(jí),因?yàn)镻lanet公司的測(cè)試和制造流程為工程師們留出了空間,保證衛(wèi)星的處理器和圖像傳感器可以在短時(shí)間內(nèi)得到驗(yàn)證。

        在過(guò)去幾年里,該公司已經(jīng)將233顆衛(wèi)星通過(guò)美國(guó)、印度、日本和俄羅斯的火箭發(fā)射入軌。當(dāng)然,也有兩次發(fā)射失敗的情況出現(xiàn),使得Dove衛(wèi)星的碎片灑落海中。這確實(shí)是不小的損失,但是Planet公司已經(jīng)在其商業(yè)模式中考慮了這樣的失敗情況。如果火箭爆炸,他們就會(huì)把員工都召回工廠,并開(kāi)始協(xié)商下一次發(fā)射的事宜。事實(shí)上,Dove衛(wèi)星的壽命僅為3年,結(jié)束使命之后它們會(huì)墜向地球,并在大氣層內(nèi)焚毀。

        2017年2月,印度采用一箭多星的方式幫助Planet發(fā)射了88顆Dove衛(wèi)星。對(duì)于此類發(fā)射,當(dāng)火箭一級(jí)到達(dá)預(yù)定位置后,會(huì)前傾并慢慢旋轉(zhuǎn),以每秒一米的速度運(yùn)行,每隔幾度放出一顆到兩顆衛(wèi)星,五分鐘內(nèi)就能放出數(shù)十顆衛(wèi)星。當(dāng)Dove衛(wèi)星被釋放后,它的太陽(yáng)能帆板就會(huì)展開(kāi),衛(wèi)星一端的底蓋也會(huì)打開(kāi),天線從這個(gè)開(kāi)口處往外伸出。衛(wèi)星下生產(chǎn)線的時(shí)候是黑色的,但是Planet喜歡噴點(diǎn)白漆,顯得有藝術(shù)氣息一些——在印度方面拍攝的影像資料中,Dove衛(wèi)星看起來(lái)像是一串撒向(大部分為黑色的)太空背景墻上的白色珍珠。

        為了讓衛(wèi)星能夠到達(dá)優(yōu)化的位置,Planet使用了一種叫做“差分拖拽”(differential drag)的技術(shù),讓太陽(yáng)能帆板扮演船帆的角色,借助微量的大氣減緩某個(gè)Dove衛(wèi)星的速度,以協(xié)調(diào)其與其它Dove衛(wèi)星的位置關(guān)系。太陽(yáng)能帆板向前翻時(shí),衛(wèi)星運(yùn)行遇到的阻力是帆板保持水平狀態(tài)時(shí)的七倍。早前,差分拖拽還一直是個(gè)待實(shí)踐的理論,而Planet已經(jīng)證明了該技術(shù)能在一批衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)。

        當(dāng)Dove衛(wèi)星進(jìn)入SSO(太陽(yáng)同步軌道)之后,太陽(yáng)帆板會(huì)根據(jù)算法進(jìn)行調(diào)整,使衛(wèi)星到達(dá)預(yù)定位置,并且保持一定的間距。全部88顆衛(wèi)星調(diào)整完畢,前后共花了幾個(gè)月時(shí)間,截至本文發(fā)稿(2017年6月29日),這批衛(wèi)星已全部進(jìn)入最佳狀態(tài)。

        一旦衛(wèi)星部署完畢,Planet公司的姿態(tài)與確定控制系統(tǒng)(Attitude and Determination Control System)就會(huì)接管。Dove衛(wèi)星上的陀螺儀和傳感器會(huì)尋找磁場(chǎng)、地平線、太陽(yáng)和其他恒星的位置。磁力矩器和反作用輪隨后調(diào)整衛(wèi)星,直到衛(wèi)星到達(dá)理想方位。

        Planet的航天器首席架構(gòu)師Ben Howard說(shuō):“制造這樣的系統(tǒng)并不難。難的是把成本降到和我們現(xiàn)在一樣低,而且還能為特定的應(yīng)用做精細(xì)的調(diào)整?!?/p>

        一顆Dove衛(wèi)星每天負(fù)責(zé)收集10000張圖像,共覆蓋200萬(wàn)平方公里,相當(dāng)于墨西哥(或西藏與青海)的國(guó)土面積。這些多達(dá)40G的圖片,通過(guò)衛(wèi)星與Planet公司的12個(gè)地面站之間每天10次、每次8分鐘的定制無(wú)線電通道傳輸至地面,Planet公司的這12個(gè)地面站分布在南極、智利、夏

        威夷和冰島等地。一旦圖像到達(dá)地球,Planet的軟件會(huì)開(kāi)始編譯,并刪除被云和陰影遮擋的照片。隨后,客戶就可以(從客戶端)登錄應(yīng)用程序并瀏覽其心儀的照片。Planet Labs的大客戶包括墨西哥政府、德國(guó)航天局,還有諸如孟山都、威爾伯-愛(ài)麗絲(Wilbur-Ellis)和拜耳作物科學(xué)(Bayer Crop Science)等農(nóng)業(yè)公司。他們每年投入數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)美元,以獲得最新、最高質(zhì)量圖像的訪問(wèn)權(quán),而同樣的內(nèi)容對(duì)于非盈利組織、學(xué)生和新聞機(jī)構(gòu)則是免費(fèi)的。

        對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō),他們可以免費(fèi)訪問(wèn)較舊的低質(zhì)量圖片。Planet拒絕透露其收入,但仍然受到投資者的關(guān)注。截至目前,該公司融得的風(fēng)險(xiǎn)投資已逾1.8億美元,而Planet公司的估值據(jù)稱已超過(guò)10億美元。

        Planet 公司的這88顆新衛(wèi)星現(xiàn)在能提供獨(dú)一無(wú)二的地球每日?qǐng)D像(至少目前如此),但這家公司的目標(biāo)不止于此。Schingler表示:“企業(yè)、政府、科學(xué)家和整個(gè)社會(huì)從未像這樣為地球號(hào)過(guò)脈,隨著河流的變化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的變化,以及城鎮(zhèn)和森林的變化,世界也在發(fā)生變化。這些數(shù)據(jù)將被用戶們激活,讓人們的日常決策(所考慮的因素中)增加一個(gè)全新的、有益的維度?!?/p>

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