2013年10月29日08:22
利用小型衛(wèi)星即時觀測地球
在歐美,民營企業(yè)正接二連三地涉足航天產(chǎn)業(yè)。
美國PayPal的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克成立的SpaceX已經(jīng)實現(xiàn)了火箭和航天飛船發(fā)射的商業(yè)化。谷歌等大型IT企業(yè)的高管則自掏腰包,開展了資源探測和載人航天飛船計劃。部分風險投資還在向衛(wèi)星相關(guān)企業(yè)投資。
日本也出現(xiàn)了少量的太空開發(fā)風險企業(yè)。領(lǐng)頭羊是開發(fā)人造衛(wèi)星的AXELSPACE。
該公司開發(fā)的是邊長50~60cm、重量不到100kg的“超小型”人造衛(wèi)星。開發(fā)和發(fā)射需要的費用控制在幾億日元以下,其目的是推動一般企業(yè)利用衛(wèi)星。日本的天氣預(yù)報大型企業(yè)——天氣新聞公司已經(jīng)訂購了觀測北冰洋冰川分布的超小型衛(wèi)星,將于2013年11月使用俄羅斯的火箭發(fā)射升空。
AXELSPACE社長中村友哉說:“本公司最大的特色是按照用戶企業(yè)的需求,將其充分反映到衛(wèi)星的性能參數(shù)之中!
國家的衛(wèi)星為了驗證尖端技術(shù),搭載設(shè)備的性能事先已經(jīng)確定。而用戶如果是民營企業(yè),只要能夠獲得需要的觀測數(shù)據(jù),就無需采用價格偏高的最新設(shè)備。中村社長表示,AXELSPACE“在2年的衛(wèi)星開發(fā)期中,會利用大約半年推敲性能參數(shù),努力降低成本”。通過為超小型衛(wèi)星篩選真正需要的項目,地面的性能測試也可以節(jié)省時間和成本。
但是,衛(wèi)星業(yè)務(wù)要想真正開花結(jié)果,就必須孕育出眾多活用超小型衛(wèi)星的業(yè)務(wù)創(chuàng)意。中村社長舉例說:“通過發(fā)射多顆超小型衛(wèi)星,可以實現(xiàn)幾乎實時的地球觀測!
現(xiàn)在,繪制地圖使用的地球觀測數(shù)據(jù)幾個月~1年更新一次。如果間隔時間可以縮短至1小時,就可以及時掌握堵車、災(zāi)害、新設(shè)施開業(yè)等信息,應(yīng)用于新的服務(wù)。以此為目標,該公司將從2015年開始,1年發(fā)射3~5顆超小型衛(wèi)星,向地圖公司等客戶銷售圖像數(shù)據(jù)。
不管是衛(wèi)星還是探測器,降低運送至太空的成本都掌握著產(chǎn)業(yè)利用成敗的關(guān)鍵。
日本的主力大型火箭“H2A”發(fā)射大約需要100億日元的成本。日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)開發(fā)的小型火箭“Epsilon”雖然發(fā)射成本控制在了30億日元左右,但不少民間人士依然表示“價格還是太高”。
SpaceX的火箭“獵鷹9號”(Falcon 9)只需大約50億日元,就實現(xiàn)了與H2A相當?shù)陌l(fā)射能力。該公司在未來還計劃把成本降低到10億日元左右。
在這種情況下,日本也出現(xiàn)了瞄準超低價航天運輸業(yè)務(wù)的企業(yè)。
PD AeroSpace社長緒川修治充滿信心地表示:“我們將憑借重復(fù)利用型的航天器,把衛(wèi)星的發(fā)射成本降低到現(xiàn)在的100分之1!
該公司正在開發(fā)的貨運飛船不同于垂直發(fā)射的傳統(tǒng)火箭,而是采取“軌道飛行”的形式,使用像飛機一樣起落的機體,在抵達高度為100km的太空后,利用重力的作用下降。
機體可重復(fù)利用,而且發(fā)射不受天氣影響,成本有望大幅低于現(xiàn)行火箭。
新型航天器的核心技術(shù)是根據(jù)空氣濃度切換燃燒方式的自主發(fā)動機。高度低于15km時,采用吸入外部空氣助燃的“噴氣燃燒模式”。在更高的高空,則使用攜帶的氧化劑,轉(zhuǎn)入“火箭燃燒模式”。
海外企業(yè)也在開發(fā)噴氣燃燒與火箭燃燒相結(jié)合的方法。但該公司的技術(shù)特點是用一臺發(fā)動機完成兩種模式的切換。這樣不僅能夠制造成本,還能簡化操作和維護。今后,該公司將反復(fù)進行飛行驗證,爭取在2019年之前,實現(xiàn)載人軌道飛行的商業(yè)化。緒川社長雄心勃勃地表示:“將為實現(xiàn)太空光伏發(fā)電和資源開發(fā)制造低成本的基礎(chǔ)設(shè)施!
在美國,民間越來越多地涉足航天領(lǐng)域是因為NASA轉(zhuǎn)變方針,開始積極使用民營企業(yè)。在日本,隨著《宇宙基本法》在2008年通過,孕育航天產(chǎn)業(yè)的時機應(yīng)運而生,但在目前,JAXA與大企業(yè)分享有限預(yù)算的格局還在繼續(xù)。
“太空開發(fā)是只有少數(shù)企業(yè)和研究者才能參與的尖端領(lǐng)域”。擺脫這一固定觀念恐怕是培育航天產(chǎn)業(yè)需要的前提。(作者:田中深一郎,日經(jīng)技術(shù)在線! 供稿)