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演講者| Sir（薩里衛(wèi)星技術(shù)有限公司創(chuàng)始人兼執(zhí)行董事長）

本文整理自“2019中國航天大會商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)國際論壇”現(xiàn)場演講。 《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》有編輯，沒有改變原意。

傳

英國皇家學(xué)會（科學(xué)院）和皇家工程院雙院士、薩里航天中心主席、薩里衛(wèi)星技術(shù)公司執(zhí)行董事長。 由于他在小型衛(wèi)星領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，他被英國女王授予爵士爵位。

20世紀(jì)70年代末，提出了微型衛(wèi)星的新概念； 1979年，使用商業(yè)組件開發(fā)微型衛(wèi)星； 1981年10月，世界第一顆70公斤級小衛(wèi)星UoSAT-1研制成功并發(fā)射； 1985年，薩里衛(wèi)星技術(shù)公司成立。

人們對空間的利用不斷擴(kuò)大。 它是國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，包括通信、農(nóng)業(yè)、防災(zāi)等。今天，太空的利用不再是超級大國的特權(quán)。 可以說，地球上的每個人都有機(jī)會讓太空資源為自己服務(wù)。 小型、多功能、低成本的各類微型衛(wèi)星也可以讓每個國家，無論是大學(xué)還是企業(yè)，都具備利用太空的能力。 可以說，小衛(wèi)星正在改變航天工業(yè)的經(jīng)濟(jì)原理。 從小衛(wèi)星、微型衛(wèi)星到微納衛(wèi)星，5公斤到500公斤的衛(wèi)星可以有廣泛的應(yīng)用，包括導(dǎo)航、通信、遙感、科學(xué)探索和研究等。

在英國，薩里大學(xué)多年來一直致力于小型衛(wèi)星的研發(fā)。 1979年，薩里航天中心成立并研制并發(fā)射了世界上第一顆微型衛(wèi)星（編者注：70公斤）。 在這顆衛(wèi)星上，創(chuàng)新性地使用了消費級微電子元件，類似于我們現(xiàn)在的手機(jī)等終端設(shè)備。 利用組件實現(xiàn)低成本微型衛(wèi)星的快速生產(chǎn)。 1985年，薩里大學(xué)成立了獨立的薩里衛(wèi)星技術(shù)公司，目的是將大學(xué)團(tuán)隊的研發(fā)商業(yè)化，最終形成學(xué)術(shù)與商業(yè)的合力。 這家薩里公司現(xiàn)已具備端到端能力留學(xué)之路，服務(wù)涵蓋從設(shè)計、施工到測試、啟動和最終交付的整個鏈條。

小衛(wèi)星能做什么

40年來，我們積累了廣泛而豐富的經(jīng)驗，與國際合作伙伴共進(jìn)行了36次發(fā)射。 其中包括納米衛(wèi)星、手機(jī)衛(wèi)星（2015年，我們將手機(jī)發(fā)射成了小衛(wèi)星，探索如何真正將這項技術(shù)商業(yè)化）等。2005年發(fā)射的歐洲第一顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星GIOVE A（編者注：600公斤）是由薩里開發(fā)并仍在運營。 2009年，我們還參與了探月衛(wèi)星項目，捕捉到了月球表面的液體痕跡。 這影響了我們探索和利用月球的方向，也推動了火星相關(guān)的項目。 我們參與了“菲萊”彗星著陸器（編者注：約100公斤）項目。 著陸器用了30秒就降落在代號67P的彗星表面，并且成功。

在國際合作方面，我們與包括中國企業(yè)在內(nèi)的世界許多國家和企業(yè)保持著合作關(guān)系。 一個典型案例是災(zāi)害星座監(jiān)測（DCM）。 它是一個由小型衛(wèi)星組成的星座（編者注：每顆重 70-130 公斤），也是世界上第一個此類衛(wèi)星，提供全球災(zāi)害監(jiān)測所需的日常圖像。 基于這個星座，我們成立了DMC國際影像公司這樣的全球團(tuán)隊，成員包括阿爾及利亞、尼日利亞、英國、中國等。 土耳其和西班牙等。我們使用小型衛(wèi)星提供低成本的監(jiān)控解決方案。

該星座每周提供相關(guān)數(shù)據(jù)，支持世界各地的防災(zāi)減災(zāi)工作。 2004年印度洋海嘯事件中，及時提供相關(guān)遙感照片； 2008年中國汶川地震期間，它還提供了周邊地區(qū)的衛(wèi)星圖像。 圖幫助中國開展救災(zāi)工作。

此外，我們還在商業(yè)對地觀測領(lǐng)域開展了相關(guān)工作。 例如，發(fā)射了一顆重100公斤、GSD為5米的微型衛(wèi)星。 現(xiàn)已投入商用，這也展現(xiàn)了微小衛(wèi)星的商業(yè)潛力。

在開發(fā)過程中，我們感受到了用戶的期待。 他們渴望提高遙感圖像的分辨率，希望通過“看到”更多細(xì)節(jié)，將遙感應(yīng)用到農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

所以在2015年，我們推出了一個迷你衛(wèi)星星座，它正在全世界范圍內(nèi)使用。 這里我想展示一些遙感圖像。 這是希臘的奧林匹克體育場。 你可以感受到它的清晰度。 在這張圖片中，您可以數(shù)出有多少架飛機(jī)； 當(dāng)然，還有故宮的圖片。 除了高分辨率遙感星座之外，我們還能夠提供能夠捕獲一米分辨率的實時視頻的微型衛(wèi)星。 例如，這是一個微衛(wèi)星拍攝的視頻。 您可以清楚地看到飛機(jī)正在移動。

遙感圖像用于城市管理。 例如，在此圖像中，您可以看到主要道路上的交通移動，甚至建筑物陰影角度的變化。

然而，光學(xué)遙感衛(wèi)星的監(jiān)測存在局限性。 最大的問題是無法穿透云層進(jìn)行攝影。 因此，我們還發(fā)射了一顆小型、低成本的S波段SAR衛(wèi)星（編者注：約400公斤），可以獲得中高分辨率的雷達(dá)對地觀測圖像。 其產(chǎn)品用途廣泛，可應(yīng)用于海洋、農(nóng)業(yè)、森林、災(zāi)害防治等多個領(lǐng)域。

解決太空碎片問題

從上述微小衛(wèi)星的應(yīng)用案例可以看出，小衛(wèi)星確實改變了傳統(tǒng)的航天經(jīng)濟(jì)模式。 在當(dāng)今的“新航天”時代，據(jù)統(tǒng)計，全球計劃發(fā)射的星座有100多個，這意味著未來幾年到幾十年，預(yù)計將總共發(fā)射超過23000顆小衛(wèi)星。 所以我們必須面對如何處理這些衛(wèi)星造成的碎片的問題。 這些碎片雖然不會直接給地球人類帶來危險，但會對其他小衛(wèi)星造成一定的傷害和損害，最終可能會嚴(yán)重威脅我們近地軌道的安全。

1996年，薩里公司的一顆在軌衛(wèi)星“櫻桃”因空間碎片撞擊而部分損壞，姿態(tài)失去控制。 我相信你聽說過這個故事。 因此，要實現(xiàn)低軌微小衛(wèi)星的廣泛應(yīng)用，必須解決空間碎片管理問題。

為此，我們在2018年發(fā)射了一顆納米衛(wèi)星（編者注：約100公斤）進(jìn)行清除空間碎片的實驗。 首先，它在太空中彈出一張網(wǎng)，成功捕獲目標(biāo)碎片。 其次，它可以投射“魚叉”來捕獲更大的太空垃圾。 這項名為“魚叉”的實驗剛剛在兩個月前進(jìn)行薩里大學(xué)，通過發(fā)射帶有系繩的“魚叉”，擊中目標(biāo)，成功捕獲了目標(biāo)。 最后，衛(wèi)星將展開離軌帆，將捕獲的太空碎片運向地球并燒毀。

微型衛(wèi)星改變空間和世界

微型衛(wèi)星確實改變了我們整個航空航天業(yè)。 它們能夠帶來更多的技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，能夠提高大家參與航天的意愿。 然而，微小衛(wèi)星并不是萬能的，我們需要對它們有更現(xiàn)實的認(rèn)識——它們確實可以帶來新的應(yīng)用，但必須找到正確的應(yīng)用方法，而且不會神奇到可以違反相關(guān)物理。 法律。

因此，在選擇微型衛(wèi)星解決方案時，需要考慮衛(wèi)星的質(zhì)量、體積等相關(guān)因素。 越小并不總是越好。 你可以想一想薩里大學(xué)，我們的手機(jī)是如何進(jìn)化的？ 手機(jī)一開始像磚頭一樣重，后來慢慢變得越來越小，可以單手使用。 后來大家發(fā)現(xiàn)手機(jī)可以做更多的事情，然后手機(jī)的尺寸又慢慢變大了……所以我們在立方體衛(wèi)星、微小衛(wèi)星的相關(guān)研發(fā)中也看到了同樣的模式。 我們要考慮衛(wèi)星的質(zhì)量、能耗、應(yīng)用。 現(xiàn)在大多數(shù)“易于使用”的衛(wèi)星重40-50公斤，直徑約為50厘米。

對于微小衛(wèi)星的發(fā)展趨勢，我們看到微電子的運用更加先進(jìn)和全面； 新材料的充分應(yīng)用； 機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展等。在這些方面，我們找到了新的進(jìn)步空間，可以縮短生產(chǎn)周期。 另外，隨著軟件的進(jìn)步和3D打印技術(shù)的應(yīng)用，未來我們甚至可以在軌道上生產(chǎn)空間設(shè)備。

微小衛(wèi)星的發(fā)展將對航天事業(yè)和世界產(chǎn)生哪些影響？ 首先，小衛(wèi)星可以給我們帶來新的機(jī)遇，讓每個國家、每個企業(yè)、每個大學(xué)都可以利用太空； 在經(jīng)濟(jì)方面，以微小衛(wèi)星技術(shù)為代表的“新航天”催生了商業(yè)航天的繁榮，促進(jìn)了航天技術(shù)在人類社會更廣泛的應(yīng)用，為世界帶來更好的互聯(lián)互通。 它將從根本上改變我們的航天工業(yè)。