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SpaceX成功发射60颗Starlink卫星没有自动化支持卫星寸步难行

  当地时间4月22日下午12:30,猎鹰9号火箭从佛罗里达州的肯尼迪航天中心基地发射。这次它将第七...

  当地时间4月22日下午12:30,猎鹰9号火箭从佛罗里达州的肯尼迪航天中心基地发射。这次它将第七批的60颗卫星送上了太空。

  算上这次任务,马斯克发射卫星总数将达到422颗。SpaceX计划要在今年年底前将1000多颗卫星送上天。

  早在2015年马斯克就扬言一共要发射12000颗卫星。最近,他又改口,说一共要放42000颗。

  马斯克的星链计划其实就是想通过卫星和地面基站,打造一个覆盖全球、造价低的宽带互联网通信系统。

  这意味着太空互联网时代指日可待。当我们谈论5G的时候,谈论的本质就是通信的更快速度和更低延时。马斯克曾表示,星链计划将实现个人用户带宽超过1Gbps,接入速率能达到目前家庭宽带的30多倍。

  星链最明显的优点就是传播速度快,低延时。星链的信号传播速度接近线万公里,而光信号在光纤中的传播速度为每秒20万公里。再加上,星链不用像远距离光纤通信那样,一段一段接起来,可以直接点对点,所以即使考虑空地往返,星链还是要更快。

  其实星链不是第一个这么想的,卫星互联网的竞争从上世纪90年代就开始了。当年摩托罗拉著名的铱星系统早就想这么干,结果66颗卫星还没发射完,这个项目就破产了。

  比尔盖茨手下的Teledesic也在烧掉90亿美元之后倒闭。此前星链的竞争对手之一OneWeb也已因融资问题破产。SpaceX却能自己造火箭,还能反复利用,一次送上去60个,节省了不少成本,照这个速度,打造巨型星座确实指日可待。国外已经有如此多的公司能做到卫星商用,而国内的卫星基本上都是由国有企业中国航天公司制造出来的。

  截止到2019年6月,美国在轨卫星1778颗,俄罗斯在轨卫星1527颗,中国在轨卫星356颗。

  CIS表示独联体(前苏联)可以看到,目前在轨的航天器美俄远超其他国家,中国的在轨航天器数量虽然排在第三,但却只有美俄的4-5分之一。卫星从用途上分为气象卫星、地球观测卫星、天文卫星、应用卫星、广播卫星。其中最为重要的就是应用卫星,能直接为国民经济和军事服务。民用应用卫星能监测气象、传导信号、勘测地球资源、导航等。军用应用卫星有照相侦察、电子侦察、核爆炸监视,导弹预警、海洋监视、反卫星等作用。哪个国家拥有的卫星数量多就意味着哪个国家的监控能力更强,掌握的数据也更多。

  另外,随着航天领域的全球化和商业化趋势越来越显著,以往冷清、罕有人至的太空,开始变得拥挤。而将这种拥挤体现得最为淋漓尽致的,便是在地球赤道上方3.6万公里处、与赤道处在一个平面上的对地静止轨道(Geostationary Orbit)上各国卫星对轨道位置和频率资源的争夺。

  频率资源是一种有限的、不可再生的自然资源,哪个国家先获取了频率资源对国家来说显然更有利。而制造卫星又并非易事,卫星的数量背后体现的实际上是国家的资源和科技实力。

  卫星的模块,简单来说包括综合电子模块、用于姿态控制的反作用飞轮模块、锂电池模块、数据传输模块、太阳能电池板模块、遥感相机模块。整个卫星上的模块,最后都被集合在一个框架内。

  综合电子模块和数据传输模块的载体就是芯片和电脑。芯片我们昨天有说过,光刻、刻蚀机和薄膜沉积设备是制造芯片的主要设备。而电池背后的自动化设备更多,涉及到球蘑机,真空搅拌机,涂布机,扎片机,分条机,分切机,铆接机,卷饶机,加热整形机,入壳离心机,真空自动注液机,真空封口机,钢珠自动封口机,点焊机等等。太空的环境,和地球完全不一样,那里温度可达100多度,昼夜温差300多度,还有太阳风暴、宇宙辐射等等。因此,卫星的电路设计还会做高温、抗辐照的处理,包括电路板和电缆都是抗高温材料,整个卫星集中到箱子里面后,外部会有一个金的多层包覆,对卫星的温度进行控制。

  卫星的内部设计则是采用铝合金的航天铝材料,在卫星装配到框架内的时候会进行打力矩、点胶等一系列措施来防止火箭的高频冲击;从外部框架设计考虑,整个卫星集成以后,它会装配到专门的星箭分离机构上,这个分离机构,有一系列的减振措施,来减缓火箭带来的高频冲击。

  一个卫星背后有如此多的零部件,而零部件的背后是生产线,生产线背后还有原材料。缺一不可。坦白讲,如果不是中国工业高度的国有制、集中制,我们很难在短时间内变成世界上拥有卫星TOP3的国家。不过,现在我国也在逐渐打开航空航天领域的开放性,目前我国已有70余家民营商业航天技术初创公司参与了火箭的研发与发射,以及人造卫星的制造与应用。越开放,机会就越多,相信在未来,随着中国卫星事业的不断发展,越来越多的民营科技企业进入这个行业,对自动化设备的需求和要求也会不断推动自动化行业的发展。

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