梁剑

在平流层高度观测地球、收集数据等活动背后所蕴藏的巨大商业价值，使越来越多的企业开始涉足高空伪卫星领域。截至目前，仅英国国内从事该项业务的企业至少已经达到四家。当然，高回报需要高投入的支撑，高空伪卫星平台的研制尽管已经取得了不小的进步，但是包括高性能的电池、控制系统与控制器等在内的许多关键设备性能仍然达不到商业运营的需求，而这也将是高空伪卫星领域未来一段时间内的攻关重点。

今年2月底，据来自英国国内的一则消息称，成立于2014年的Astigan公司作为新玩家，已经做好准备进入竞争日趋激烈的高空伪卫星（High-altitude Pseudo-Sate…teHAPS）市场。Astigan也成为继空客、Ascenta、Prismatic之后，英国第四家从事该项业务的公司

Astigan公司在201 4年成立之后不久，英国地形测量局（ Ordnance Survey，英国官方的测绘机构）即宣布向该公司投资，并成为公司的大股东。作为英国国家级的测绘机构，英国地形测量局近年来一直在寻求降低获取测绘数据的成本，而HAPS在这方面具有极大潜力。

Astigan公司在参与奎尼蒂克公司“西风”（ Zephyr）太阳能无人机（该无人机最初由奎尼蒂克公司负责研制，空客集团于2013年收购了该项目，并将其归入空客集团所属防务与航天事业部）项目期间，积累了大量技术和工程方面的经验。其实在上述四家公司中，除了Astigan，Prismatic公司也曾参与过“西风”无人机项目。20世纪90年代末，奎尼蒂克公司组建了一个规模很小的技术团队，启动了“西风”太阳能无人机的研制。作为Astigan公司现任CEO，布莱恩·琼斯曾于2003年加入奎尼蒂克公司的这个技术团队，该团队的目标是使他们研制的太阳能无人机能够打破此前由高空气球创造的40km高空续航纪录。而这项纪录正是由布莱恩·琼斯和高空热气球运动员波特兰·皮卡德于1999年创造的，当时他们驾驶“百年灵轨道飞行器”3号热气球用了22天完成环球连续不间断飞行。

空客集团在收购了“西风”无人机项目之后，对项目的定位进行了调整，主要面向防务和安全领域的客户，而Prismatic和Astigan公司的产品，则主要面向商业领域的客户，英国地形测量局将成为后者的第一个客户。布莱恩·琼斯曾经对媒体表示：“对于英国地形测量局来说，要保持测绘领域领先优势，选择HAPS无人机具有战略必要性，我坚信我们的项目一定能成功。我们有出色的技术团队，同时英国地形测量局对我们的项目100%地支持，我坚信我们的项目一定能成功。”在Astigan公司的计划中，除了英国地形测量局，未来还会有更多的潜在客户，比如包括大学在内的一些科研机构，他们需要对自己研制的各种传感器设备进行测试，但是又不能加载在卫星上，我们的平台就是很合适的选择。

“西风”无人机项目作为欧洲最早的HAPS项目，被空客集团收购之后，得益于后者强大的资金实力与研发实力，项目进展一度非常迅速。2018年7-8月，“西风”无人机的最新改进型——“西风”S在澳大利亚西部地区创下了连续飞行26天的高空续航纪录。

截至目前，Astigan公司已经制造了4架用于技术验证的Astigan A型双尾撑太阳能无人机，该机翼展28m，并且已经在英国和西班牙完成了多个架次的飞行测试。按照Astigan公司的计划，AstiganA将在今年晚些时候进行高空飞行测试，但是测试地点还没有对外公布。

除了用于技术验证的Astigan A之外，该公司还在制造外形尺寸更大的Astigan B，后者的定位是商用平台。AstiganB的翼展达到38m，最大起飞重量149kg，这些数据已经超过了空客集团的“西风”S。作为CEO，布莱恩·琼斯对他们的产品满怀信心，“我们的目标是让Astigan B的有效载荷达到25kg。与空客集团的‘西风’相比，这个数字要超出很多，但是我们有信息实现目标，因为我们的飞机质量更大。”

布莱恩·琼斯去年底的时候曾经向媒体透露，Astigan B无人机计划于2020年进行首飞，并將于2020-2021年间正式投放市场。

Astigan B无人机的制造工作由位于英国布里奇沃特（ Bridgwater）的艾森塔工厂（ Ascenta）负责。艾森塔工厂此前主要负责社交巨头Facebook公司的Aquila太阳能无人机的制造，Facebook公司希望用该无人机向偏远地区提供价格更低的网络服务，从而增加自己的客户量，促进企业应收。但是2018年6月，Facebook公司宣布取消自己的Aquila无人机项目，转而专注于HAPS平台控制技术和高密度电池技术，以及数据高速下载技术方面的研究。Aquila无人机项目被取消之后，艾森塔工厂也随之关闭。

Astigan B采用车辆拖拽的发射架发射升空，离地速度为11.5km/h，采用泡沫垫降落回收。

相对于其他技术而言，电池技术是HAPS这类平台所面临的最大挑战，包括电池的能量密度、续航时间、制造成本等。用布莱恩·琼斯的话说，虽然电池技术在最近几年取得了诸多进步，但是仍远低于预期。与其他公司的产品相比，Astigan公司将研制中的Astigan B无人机的续航时间定在了90天，这也是出于电池技术考虑作出的决定。“截至目前，即使是市场最好的太阳能电池一蓄电池组合，在完成100个左右的充放电循环之后，其性能也会明显下降。所以，将续航能力定在90天，是处于性能最优化以及安全方面的考虑。”

除了电池之外，HAPS无人机的另一大技术挑战就是控制器的研发，控制器主要用于控制无人机在各个阶段的螺旋桨转速，也就是说既要保证螺旋桨在无人机起飞和爬升过程中的高转速，也要能够实现无人机在一定高度进行巡航的低转速（螺旋桨在低转速状态下，还具备调整无人机偏航的功能）。而在高空飞行时，如何解决低温对电池工作效率的影响，也是一个棘手的问题。

随着越来越多的公司开始注意到在平流层高度观测地球、收集数据等活动所蕴藏的巨大商业价值，HAPS平台在高空飞行的安全性已经成为一个绕不过去的话题。所以，布莱恩·琼斯建议所有的HAPS市场的进入者，都要自觉地和欧洲航空安全局（ EASA）、国际民航组织（ ICAO）等国际组织或者管理机构开展合作，以完善该领域的法规和制度.保障HAPS的运行安全。不过，国际组织要制定关于HAPS完整的适航法规，前后估计需要近10年的十年，与此同时，HAPS每个架次的飞行，都要基于安全法规单独审批。