薩里公司創始人：小衛星能夠做什么？

+ 演講者 | Sir Martin Sweeting（薩里衛星技術有限公司創始人、執行主席）

人們對太空的使用正在不斷擴大，它對于國民經濟各領域，包括通信、農業、災害的防范等方面，都是關鍵的基礎設施。在今天，利用太空早已不是超級大國的特權，可以說，地球上每一個人都有機會使空間資源為自己服務。而小型、多功能、成本低廉的各類微小衛星也能讓每一個國家，無論大學還是企業，都有利用太空的能力?？梢哉f，小衛星正在改變航天產業的經濟學原理，從小衛星、迷你衛星到微納衛星，從5公斤到500公斤的衛星，都可以有廣泛的應用，包括導航、通信、遙感、科學探測和研究等方面。

在英國，薩里大學在研發小衛星方面做了多年的努力。1979年，薩里太空中心成立，研制并發射了全球第一顆微小衛星（編者注：70公斤），在這顆衛星上創新性地使用消費級微電子元器件，類似大家現在手機等終端設備上用的元器件，從而實現快速生產低成本微小衛星。在1985年，薩里大學組建了獨立的薩里衛星技術公司，目的就是把大學團隊的研發商業化，最終形成學術和商業的合力?，F在薩里公司已經擁有端到端的能力，服務覆蓋從設計、建造到測試、發射，到最終的交付這樣的完整鏈條。

小衛星能夠做什么

在過去40年，我們積累了廣泛而豐富的經驗，與國際合作伙伴一起進行了共計36次發射。其中包括納米衛星、手機衛星（在2015年，我們把一個Google手機放在一顆小衛星中發射升空，探索如何把這種技術真正的商業化）等。2005年發射的歐洲第一顆伽利略導航衛星GIOVE A（編者注：600公斤）是由薩里研制的，這顆衛星目前仍在運行中。2009年，我們也參與了月球探測的衛星項目，拍到月球表面有液體的痕跡，這影響了我們對月球的探索和使用的方向，也對火星相關的項目有推動作用。我們參與了“菲萊”彗星著陸器（編者注：約100公斤）項目，該著陸器花了30秒的時間降落在代號為67P的慧星表面，并且成功了。

在國際合作方面，我們和全球的多個國家、多個企業，包括跟中國的企業保持著合作關系。代表性案例就是災害監測星座（DCM）。這是一個小衛星星座（編者注：每顆70-130公斤），并且是世界上第一個同類星座，可每天提供全球災害監測所需的圖像?；谠撔亲?，我們成立了DMC 國際成像公司這樣一個全球性的團隊，成員包括阿爾及利亞、尼日利亞、英國、中國、土耳其和西班牙等。我們提供了使用小衛星低成本的監控解決方案。

該星座每一周都提供相關的數據支持全世界的防災減災工作，在2004年印度洋的海嘯事件中，及時提供了相關的遙感照片；2008年中國汶川地震中，也提供了周邊地區的衛星影像圖，幫助中國進行救災工作。

除此之外，我們在商業對地觀測領域也進行了相關的工作。比如推出了一個100公斤的微衛星，GSD為5米，現在已經真正地商用了，這也展示了微衛星的商業潛力。

在研制過程中，我們感受到一種來自用戶的期望，他們迫切希望提升遙感圖像的分辨率，希望通過“看到”更多的細節，將遙感應用在農業等領域。

因此在2015年，我們推出了迷你的衛星星座，并且在全球范圍內得到應用。通過它拍攝的遙感圖像，我們可以清晰看到希臘的奧林匹克運動館，可以數出機場一共有多少架飛機……除了高分辨率遙感星座，我們還能夠提供可拍攝一米分辨率、實時視頻的微小衛星，能夠清晰捕捉飛機飛行視頻。

遙感影像應用在城市管理方面，例如城市的圖像中，可以看到主要道路上車流的移動，甚至可以看到建筑物影子的角度的變化。

但是光學遙感衛星的監測具有局限性，最大的問題是它并不能夠穿透云層進行拍攝，所以我們也推出了小型低成本的S頻段SAR衛星（編者注：約400公斤），能夠獲得中高分辨率的雷達對地觀測影像。其產品具有廣泛用途，可應用于包括海洋、農業、森林、災害防治等多個領域。

解決太空碎片問題

通過上述微小衛星的應用案例可以看到，小衛星的確改變了傳統的航天經濟模式。在如今這個“新航天”時代，據統計，全球范圍內計劃發射的星座多達一百多個，也就是說未來幾年到幾十年，預測將總共發射約23000多顆小衛星。因此我們不得不面對這個問題——如何處理這些衛星造成的碎片。這些碎片雖然不會直接給地球上的人類帶來危險，但它們會給其他小衛星帶來一定的傷害和損害，最終可能將嚴重威脅我們的近地軌道安全。

1996年，薩里公司的一顆在軌衛星“櫻桃色”，因為太空碎片的撞擊受到部分損壞，姿態失去控制，相信大家聽說過這個故事。因此如果要實現低軌道微小衛星的廣泛應用，就一定要解決太空碎片的管理問題。

為此，2018年，我們發射了納米衛星RemoveDebris（編者注：約100公斤），進行了清除太空碎片的試驗。首先，它在太空中彈射出一個網，成功捕捉目標碎片。其次它能夠投射出一把“魚叉”，用以捕捉體積更大的太空垃圾。后一項試驗名為HARPOON，剛剛在兩個月前進行，通過發射帶系繩的“魚叉”，擊中靶標，成功捕捉目標。最后，衛星會展開離軌帆，帶著捕捉到的太空碎片墜向地球燒毀。

微小衛星改變航天及世界

馬丁爵士發表演講

微小衛星的確改變了我們整個航天業，它們可以帶來更多的技術創新和商業模式創新，并且可以增加大家參與航天的意愿。但，微小衛星并不是萬能的解決方案，需要對它們有更加現實的認識——它們的確可以帶來新的應用，但一定要找到合適的應用方式，而且它們不會神奇到能夠違背相關的物理定律。

所以在選擇微小衛星解決方案時，必要考慮相關的因素，例如衛星的質量、體積等，并不是越小越好。大家可以想想，我們手機是怎么演變的？一開始手機就像一個磚頭一樣非常沉重，然后慢慢地變得越來越小，一只手就可以使用。后來大家發現，原來手機可以做更多的事情，隨后手機的體積又慢慢地重新變大……所以在對立方星、微小衛星進行相關研發的方面，我們也看到有同樣的規律。我們要考慮衛星的質量、耗能，還有它的應用等?，F在大部分“好用”的衛星，重量集中在40-50公斤，體積約為直徑50厘米左右。

關于微小衛星的發展趨勢，我們看到，對微電子的利用更先進、更全面；充分應用新材料；機器人的應用發展等，在這些方面我們發現了新的進步空間，并且能夠縮短生產周期。此外加上軟件方面的進步，及3D打印技術的應用，未來我們甚至可以在軌生產太空設備。

微小衛星的發展，對航天業及世界來說有什么影響？首先小衛星能夠給我們帶來全新的機遇，讓每一個國家、行業、企業和大學都可以利用太空；在經濟方面，以微小衛星技術為代表的“新航天”催生了繁榮的商業航天，推動了航天技術在人類社會的更廣泛應用，為世界帶來更好的連接性。它會從根本上改變我們的航天業。SATNET