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美国商业航天的五个创新市场

2017-02-01DebraWerner齐林

卫星与网络 2017年12期
关键词:卫星图像

+ Debra Werner /文 齐林 /译

航天技术为先进制造业、农业、能源产业、海事及医疗市场提供了广阔前景。

很难界定这样一个充满活力和不断变化的行业——商业航天,它所涵括的那些神秘的跨国公司、亿万富翁以及飞机零部件供应商和创业公司,始终处于神秘的面纱下。

但显而易见,他们主导着这个市场。根据航天基金会的数据,2016年,商业航天活动创造了2530亿美元的产值,这个数值约占全球航天业收入(3290亿美元)的四分之三,而同期政府航天预算约为760亿美元,占总数的24%。

业内人士预计,得益于来自互联网的客户需求、亚轨道或轨道载人或货物运输、提取自卫星图像的数据、利润丰厚的空间资源和在轨设施或服务,商业航天探索活动的发展也将始终保持强劲。

在12月5日-7日的休斯顿空间商务会议和展览会前夕,《SpaceNews》列举了一些企业利用太空技术在制造业、农业、能源产业、海事及医疗领域的创新应用。

一、增材制造

“太空制造”转向在轨金属制造

Made In Space是一家以在国际空间站上运行3D聚合物打印机而闻名的创业公司,总部位于加利福尼亚州默尔夫德。该公司正在开发用于在轨金属制造的工具,相关产品或将在2018年发布。

Made In Space 生产的锡铋铸造金属管件

“我们在太空制造方面的总体目标,是将尽可能多的制造技术带到太空中,以便更好地遂行相关任务”,总裁兼首席执行官Andrew Rush说。 “聚合物用途广泛,但就像我们在日常生活中所经历的那样,在太空中我们也需要一整套制造技术才能用它生产出有用的物品。”

在聚合物之后,金属成为不二选择,它可以提供比聚合物更高的强度、持久性和硬度,亦可用于制造导电组件或反射面。 Rush称,宇航员也由此会对3D打印工具有更多的信心,毕竟它们的外观和使用感觉与在地面上使用的工具一样(这有利于宇航员树立太空生活的信心)。

2017年7月,该公司获得了美国国家航空航天局(NASA)的微型企业创新研究基金(SBIR)资助,用于研发其“Vulcan先进混合制造系统”,该系统将增材和减材制造相结合,旨在生产高质量、高精度的聚合物和金属部件,其质量堪比地面加工的零部件。

Rush说:“我们正在使用最初用于聚合物的环境控制系统,并将其进一步升级。”他说,这样做的目的在于尽可能防止任何金属屑或其他碎片进入船员舱。

Made In Space还不知道NASA的空间站项目办公室何时需要在空间站上安装Vulcan。不过,该公司也在推行其他金属制造技术,Rush说:“我们正在与相关伙伴进行合作,以便将其技术带到太空,有些技术可能在明年推出。”

例如,Made In Space成功演示了在微重力环境下的金属铸造。 Rush说:“这正是我们想推广到空间站的技术。”

二、农业

Climate 提供卫星和航空图像帮助农民管理作物

气候公司(Climate Corporation)正在为其数字农业平台Climate FieldView添加多个航空影像来源,作为其多年来提供卫星影像的补充。

在过去的六个月里,气候公司宣布了与加利福尼亚州奥克兰的Ceres Imaging,加利福尼亚州圣莱安德罗的TerrAvion,科罗拉多州波尔德的Agribotix以及多伦多的Deveron UAS Corp.合作的计划,这些公司通过飞行员及无人驾驶飞机,用传感器采集农业图像 。

气候公司的首席技术负责人Mark Young表示,农民们利用Climate FieldView提供的卫星图像可以快速查看和分析他们田地的健康状况。而依靠高重访率、高分辨率的航拍图像,农民可以获得关于农作物健康的细节分析报告。

两张Climate FieldView植物地图,左为5m分辨率卫星图像;右为0.5m分辨率航拍图像。

无论通过卫星还是航拍图像,农民都可以了解到农田是否遭受虫害或土壤过于干燥的困扰。 Young说,而通过高分辨率的航拍图像,甚至可以分辨出害虫的种类或作物缺水程度。“图像越多越好!数据的多样性使我们能够分析出更多的与农作物水分、氮胁迫和收获时间有关的结论。”

气候公司计划继续增加Climate FieldView的影像类型——来自卫星、航空以及地面传感器。 Young还发现,“我们的许多客户使用不同来源的各种数据来优化他们的运营”。

农业监测是日益增长的对地观测市场的组成部分,根据10月出版的《卫星地球观测报告(第9版)》内容,北方天空研究公司(NSR)认为该市场或将在2026年达到520亿美元。 报告指出,政府机构将继续主导市场,但为满足农业、林业、能源、自然资源和工业应用的图像需求也将持续增长。

三、能源

铱星帮助公用事业机构监控高压电网

为电力公司提供技术的Lindsey制造公司已经与铱卫星公司合作,为监测高压电缆提供了一种新的工具。

凭借Lindsey公司开发的这种挂在电缆上的动态线路额定装置,通过铱星传输信息,显示每条线路的温度、电压和位置。该装置可以将相关信息及时通知公共事业机构,例如某条电力线过于靠近树木或建筑物。

公共事业机构通过调整特定电力线的电量,将最大限度地提高电网的效能。此外位于加利福尼亚州阿苏萨的Lindsey公司还销售来自电网数据的分析产品。

以前,Lindsey公司的设备通过蜂窝网络发送数据。而最新产品Smartline内置铱星调制解调器,使公用事业机构能够监控蜂窝网络未覆盖地区的电力线路。

魁北克水电公司是第一家安装Lindsey制造的SmartLine动态线路额定装置的公用事业公司,通过铱星网络监测电力线的使用情况并共享数据。

铱星物联网业务副总裁兼总经理Tim Last表示:“可以预见,电力基础设施将变得越来越重要,这将成为未来卫星应用领域的一大市场。”

随着物联网的扩张,越来越多的能源公司正在利用卫星传输来自农村和偏远地区的数据,并密切关注其移动资产的动态,如钻探设备。接受采访时,Last说:“过去的几年对全球石油和天然气行业来说,并不是很乐观,但是这种趋势毕竟稳定下来并有所回升。”

Lindsey制造公司营销副总裁Philip Spillane在一份声明中说:“对于我们来说,与铱卫星公司合作是一个毫无疑问的选择。我们正在寻求改变公共事业机构利用电网的方式,为了做到这点,我们需要确保自己的技术能够在全球范围内可靠地工作,唯一的方法,就是选择与铱星合作。无论何时,他们的网络都为我们提供可靠的服务。”卫星链路来共享船舶性能信息,并与家人、朋友联络,上网以及进行娱乐活动。

作为Intelsat北美销售总经理,Randy Anders有很多感慨:“上述活动推动了更高通量的需求。客户要求更高的带宽,一旦获得他们会立马让流量跑起来,去做各种各样的事。”例如,KVH向用户提供称为IPMobileCast的服务,它使用户可以在海上收看电视节目、体育赛事、新闻节目、电影、天气预报…… Anders说:“海员需要高通量的连接,以便在下载多媒体内容的同时仍能打电话和上网。”

NSR预计,到2026年,海上VSAT用户租用卫星容量,可以产生超过10亿美元的市场收入。 根据其在7月发布的《海事卫星市场报告(第5版)》,2016年该数值仅为4亿美元。

“我们与KVH有着牢固的合作关系。”Randy Anders说。早在Intelsat发射第一颗EpicNG卫星(2016年1月)之前,公司高层就已向KVH展示了该卫星的点波束将如何为包括加勒比海、地中海和北海在内的主要航路提供更高通量的服务。“他们对将来要为用户提供什么服务,有清晰而前瞻性的认识。双方的合作关系使我们更坚定地看好EpicNG平台的前景。”Anders表示。

“Intelsat拥有五颗在轨运行的EpicNG卫星。” Intelsat发言人Jason Bates表示,“第六颗EpicNG卫星(Horizons-3e),是我们与日本卫星运营商天空完美日星公司(Sky Perfect JSAT)共同所有,计划于2018年底发射并填补星座的全球覆盖空白。

四、海事

KVH选择lntelsat EpicNG卫星使其海上宽带服务提速

凭借其全新的TracPhone V7-HTS终端,移动卫星通信设备和服务提供商KVH公司(KVH Industries)有望向客户提供最高速度为10Mbps的下载速度和3Mbps的上行速度。而其上一代产品TracPhone V7-IP的下载速度仅为3Mbps,上行速度仅为512kbps。

KVH与Intelsat的合作是海事市场对卫星通信需求不断增长的最新例证。 海员们依靠

KVH 公司正准备在2018年初通过卫星运营商Intelsat的EpicNG星座,为商业和私人海上客户提供宽带服务。

五、医疗

充气卫星天线帮助波多黎各重建灾后通信

飓风玛利亚重创了美国部分地区及加勒比海附近的岛屿。波多黎各也深受其害,包括通信在内的众多基础设施被毁。作为参与救灾的一员,立方体公司(Cubic Corporation)使用其GATR卫星天线为当地居民和社区负责人提供了超过两个月的通信链接。

灾难发生后,非政府组织“灾难即时响应小组”和思科公司的行动小组在波多黎各呼吁各方援助。彼时,GATR 技术公司的员工(立方体公司解决方案的一部分)正在附近的美属维尔京群岛致力于在“史上最强飓风”艾尔玛过境后重建当地的通信系统。

接到求助后,GATR 技术公司立即响应,解决方案总监Victor Vega及同事带着装在手提箱中的充气卫星天线,来到通信基础设施被强风和倒下的树木毁坏的波多黎各受灾地区。他们在两座美国国民警卫队建筑物(同时也是救灾物品分发点)的屋顶上,安装了GATR的2.4米充气式天线。

随着波多黎各社区开始重建他们的地面基础设施,Vega等人放掉天线的气,把它们打包并继续转战下一个需要救援的地区。

GATR 技术公司主要向美国军方销售充气天线。Vega风趣地比喻道:“灾后应急通信救援工作的难度,几乎相当于军事远征部队在偏远地区面临的挑战。”

例如,为了在波多黎各别克斯岛上重新建立通信联络,Vega和他的同事先带着一个2.4米可充气天线乘直升机抵达,然后在别克斯市政厅的屋顶装了数小时的天线,使市长办公室和附近的药店得以恢复通信。有屋顶的天线作为Wi-fi热点,附近3-5公里范围内的手机服务以及本地911服务都得以恢复。

GATR 技术公司为波多黎各当地提供的应急通信服务,是通过全球卫星通信运营商Intelsat公司的Galaxy 17、Galaxy 18和Intelsat-34卫星,以及由天空完美日星公司和Intelsat共同运营的Horizons 1卫星实现数据传输的。

Victor Vega在别克斯岛市政厅的天台安装GATR技术充气天线

该公司称相关救援行动不会收取费用。

伦敦市场研究公司Technavio对公共安全市场2016-2020年全球卫星宽带通信板块进行了预测,应急响应将成为卫星通信市场日益增长的一部分。该公司估计,到2020年,执法机构、公共卫生和紧急救援机构每年将花费5.6亿美元用于卫星宽带,而2015年的该数值为2.8亿美元。根据报告,2016年,仅紧急救援机构就花费了1.744亿美元用于卫星通信。

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