美國商業航天的五個創新市場

+ Debra Werner /文 齊林 /譯

航天技術為先進制造業、農業、能源產業、海事及醫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——商業航天，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商和創業公司，始終處于神秘的面紗下。

但顯而易見，他們主導著這個市場。根據航天基金會的數據，2016年，商業航天活動創造了2530億美元的產值，這個數值約占全球航天業收入（3290億美元）的四分之三，而同期政府航天預算約為760億美元，占總數的24%。

業內人士預計，得益于來自互聯網的客戶需求、亞軌道或軌道載人或貨物運輸、提取自衛星圖像的數據、利潤豐厚的空間資源和在軌設施或服務，商業航天探索活動的發展也將始終保持強勁。

在12月5日-7日的休斯頓空間商務會議和展覽會前夕，《SpaceNews》列舉了一些企業利用太空技術在制造業、農業、能源產業、海事及醫療領域的創新應用。

一、增材制造

“太空制造”轉向在軌金屬制造

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業公司，總部位于加利福尼亞州默爾夫德。該公司正在開發用于在軌金屬制造的工具，相關產品或將在2018年發布。

Made In Space 生產的錫鉍鑄造金屬管件

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

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）的微型企業創新研究基金（SBIR）資助，用于研發其“Vulcan先進混合制造系統”，該系統將增材和減材制造相結合，旨在生產高質量、高精度的聚合物和金屬部件，其質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境控制系統，并將其進一步升級。”他說，這樣做的目的在于盡可能防止任何金屬屑或其他碎片進入船員艙。

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，Rush說：“我們正在與相關伙伴進行合作，以便將其技術帶到太空，有些技術可能在明年推出。”

例如，Made In Space成功演示了在微重力環境下的金屬鑄造。 Rush說：“這正是我們想推廣到空間站的技術。”

二、農業

Climate 提供衛星和航空圖像幫助農民管理作物

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

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，用傳感器采集農業圖像 。

氣候公司的首席技術負責人Mark Young表示，農民們利用Climate FieldView提供的衛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，農民可以獲得關于農作物健康的細節分析報告。

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

無論通過衛星還是航拍圖像，農民都可以了解到農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。“圖像越多越好！數據的多樣性使我們能夠分析出更多的與農作物水分、氮脅迫和收獲時間有關的結論。”

氣候公司計劃繼續增加Climate FieldView的影像類型——來自衛星、航空以及地面傳感器。 Young還發現，“我們的許多客戶使用不同來源的各種數據來優化他們的運營”。

農業監測是日益增長的對地觀測市場的組成部分，根據10月出版的《衛星地球觀測報告（第9版）》內容，北方天空研究公司（NSR）認為該市場或將在2026年達到520億美元。 報告指出，政府機構將繼續主導市場，但為滿足農業、林業、能源、自然資源和工業應用的圖像需求也將持續增長。

三、能源

銥星幫助公用事業機構監控高壓電網

為電力公司提供技術的Lindsey制造公司已經與銥衛星公司合作，為監測高壓電纜提供了一種新的工具。

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

公共事業機構通過調整特定電力線的電量，將最大限度地提高電網的效能。此外位于加利福尼亞州阿蘇薩的Lindsey公司還銷售來自電網數據的分析產品。

以前，Lindsey公司的設備通過蜂窩網絡發送數據。而最新產品Smartline內置銥星調制解調器，使公用事業機構能夠監控蜂窩網絡未覆蓋地區的電力線路。

魁北克水電公司是第一家安裝Lindsey制造的SmartLine動態線路額定裝置的公用事業公司，通過銥星網絡監測電力線的使用情況并共享數據。

銥星物聯網業務副總裁兼總經理Tim Last表示：“可以預見，電力基礎設施將變得越來越重要，這將成為未來衛星應用領域的一大市場。”

隨著物聯網的擴張，越來越多的能源公司正在利用衛星傳輸來自農村和偏遠地區的數據，并密切關注其移動資產的動態，如鉆探設備。接受采訪時，Last說：“過去的幾年對全球石油和天然氣行業來說，并不是很樂觀，但是這種趨勢畢竟穩定下來并有所回升。”

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機構利用電網的方式，為了做到這點，我們需要確保自己的技術能夠在全球范圍內可靠地工作，唯一的方法，就是選擇與銥星合作。無論何時，他們的網絡都為我們提供可靠的服務。”衛星鏈路來共享船舶性能信息，并與家人、朋友聯絡，上網以及進行娛樂活動。

作為Intelsat北美銷售總經理，Randy Anders有很多感慨：“上述活動推動了更高通量的需求。客戶要求更高的帶寬，一旦獲得他們會立馬讓流量跑起來，去做各種各樣的事。”例如，KVH向用戶提供稱為IPMobileCast的服務，它使用戶可以在海上收看電視節目、體育賽事、新聞節目、電影、天氣預報…… Anders說：“海員需要高通量的連接，以便在下載多媒體內容的同時仍能打電話和上網。”

NSR預計，到2026年，海上VSAT用戶租用衛星容量，可以產生超過10億美元的市場收入。 根據其在7月發布的《海事衛星市場報告（第5版）》，2016年該數值僅為4億美元。

“我們與KVH有著牢固的合作關系。”Randy Anders說。早在Intelsat發射第一顆EpicNG衛星（2016年1月）之前，公司高層就已向KVH展示了該衛星的點波束將如何為包括加勒比海、地中海和北海在內的主要航路提供更高通量的服務。“他們對將來要為用戶提供什么服務，有清晰而前瞻性的認識。雙方的合作關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衛星。” Intelsat發言人Jason Bates表示，“第六顆EpicNG衛星（Horizons-3e），是我們與日本衛星運營商天空完美日星公司（Sky Perfect JSAT）共同所有，計劃于2018年底發射并填補星座的全球覆蓋空白。

四、海事

KVH選擇lntelsat EpicNG衛星使其海上寬帶服務提速

憑借其全新的TracPhone V7-HTS終端，移動衛星通信設備和服務提供商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星通信需求不斷增長的最新例證。 海員們依靠

KVH 公司正準備在2018年初通過衛星運營商Intelsat的EpicNG星座，為商業和私人海上客戶提供寬帶服務。

五、醫療

充氣衛星天線幫助波多黎各重建災后通信

颶風瑪利亞重創了美國部分地區及加勒比海附近的島嶼。波多黎各也深受其害，包括通信在內的眾多基礎設施被毀。作為參與救災的一員，立方體公司（Cubic Corporation）使用其GATR衛星天線為當地居民和社區負責人提供了超過兩個月的通信鏈接。

災難發生后，非政府組織“災難即時響應小組”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”艾爾瑪過境后重建當地的通信系統。

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

隨著波多黎各社區開始重建他們的地面基礎設施，Vega等人放掉天線的氣，把它們打包并繼續轉戰下一個需要救援的地區。

GATR 技術公司主要向美國軍方銷售充氣天線。Vega風趣地比喻道：“災后應急通信救援工作的難度，幾乎相當于軍事遠征部隊在偏遠地區面臨的挑戰。”

例如，為了在波多黎各別克斯島上重新建立通信聯絡，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，然后在別克斯市政廳的屋頂裝了數小時的天線，使市長辦公室和附近的藥店得以恢復通信。有屋頂的天線作為Wi-fi熱點，附近3-5公里范圍內的手機服務以及本地911服務都得以恢復。

GATR 技術公司為波多黎各當地提供的應急通信服務，是通過全球衛星通信運營商Intelsat公司的Galaxy 17、Galaxy 18和Intelsat-34衛星，以及由天空完美日星公司和Intelsat共同運營的Horizons 1衛星實現數據傳輸的。

Victor Vega在別克斯島市政廳的天臺安裝GATR技術充氣天線

該公司稱相關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年全球衛星寬帶通信板塊進行了預測，應急響應將成為衛星通信市場日益增長的一部分。該公司估計，到2020年，執法機構、公共衛生和緊急救援機構每年將花費5.6億美元用于衛星寬帶，而2015年的該數值為2.8億美元。根據報告，2016年，僅緊急救援機構就花費了1.744億美元用于衛星通信。