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纳米卫星崛起,发射审批混乱?

科普小知识2022-09-25 23:56:08
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纳米卫星有无限的可能性,越来越多的公司对它们表现出极大的兴趣。随着技术的快速发展,将纳米卫星送入轨道的成本越来越低。除了太空探索,这些卫星还能提供更多的社会价值。

然而,在过去几年里,美国联邦通信委员会(联邦通信委员会)在批准发射超小型卫星方面经历了混乱和反复无常。

纳米卫星崛起,发射审批混乱?

纳米卫星,无限可能

像智能手机一样,卫星在过去的几十年里受益于技术进步。它们的体积越来越小,发射成本也越来越低。

这导致了围绕地球运行的微型和小型卫星数量的急剧增加,也改变了我们理解宇宙的方式——装有照相机的纳米卫星发送人们从未见过的图像;直播和纪录片拍摄对教育有很大价值。实验室项目也可以更容易地进入轨道。

立方体卫星是一种采用国际通用标准的低成本微型卫星。它们几乎有一条面包那么大,只有几公斤重。该项目始于1999年,由加州理工学院和斯坦福大学共同完成。这些卫星使用现成的组件,制造简单,尺寸多样,从一个基本单元(1U)到三个以上的基本单元不等。它们成本低、功能密度高、开发周期短、进入轨道快。它们还可以通过联网形成星座,实现对海洋、大气环境、船舶、飞机等的监测,展示了一种低成本的深空探测方法。

行星公司的迈克·萨夫扬说:“许多大型卫星不能执行特殊任务,但是立方体卫星可以很容易地执行它们。”该公司的和平鸽星座在轨道上有大约200颗这样的卫星,它们每天可以拍摄极高分辨率的地球照片,向人们展示地球的高清晰度视图。

利用这些图片,农民可以监控农作物的生长。担心气候变化的科学家可以在几天、几周甚至几年内监测冰川的退化。救灾人员也开始使用相关数据来拯救遭受飓风或洪水的人们,这些数据推动了我们观察、分析和探测地球的方式。

然而,随着大量微型卫星的发射,如何更好地监管这些“小人物”已经成为国际外空领域的一个热点问题。

瞄准时机,奋力升空

美国负责审查卫星项目,这就是——联邦通信委员会,一个成立于1934年的独立机构。联邦通信委员会直接向国会负责。它通过控制无线电广播、电视、电信、卫星和电缆来协调国内和国际通信,并负责授权和管理除联邦*使用的设备以外的无线电频率传输设备。无论是无线电应用产品、数字产品还是卫星通信,美国都需要联邦通信委员会的批准,即“联邦通信委员会认证”。联邦通信委员会调查和研究产品在各个阶段的安全性,以找到解决问题的最佳方法。

目前,微型卫星在通信领域正如火如荼地发展。美国最负盛名的私营航天公司SpaceX已正式加入战场——2016年11月,SpaceX向联邦通信委员会提交了第一批发射4425颗互联网卫星的申请。今年2月,SpaceX的猎鹰9号发射了两颗卫星,之前严格保密的星光计划终于启动了。

根据联邦通信委员会的数据,该计划由12,000颗卫星组成——大约是人类历史上服役卫星数量的10倍,发射卫星数量的2倍。它计划一举改变以前成本高、可靠性低的网络,直接弥补全球互联网的“缺口”。

同样,波音公司也向联邦通信委员会提交了发射2956颗互联网卫星的申请。去年5月,OneWeb向联邦通信委员会提交了700多个低轨道卫星通信系统(LEO)的运营许可证申请,以建设太空互联网,同年6月获得批准。

联邦通信委员会批准,混乱和不确定?

今年早些时候,一家名为Swarm的硅谷公司未经批准推出了四款立方体卫星。联邦通信委员会严厉谴责了该公司,并宣布撤销对其他四颗卫星的发射授权。

然而,根据美国电气和电子工程师协会(电气和电子工程师协会)的一项后续调查,联邦通信委员会在过去几年里在批准发射超小型卫星方面看到了混乱和反复无常。

这一次,联邦通信委员会拒绝发射Swarm卫星的原因之一是,这些卫星太小,空间监测网络无法跟踪,甚至可能危及轨道上其他卫星的安全。这些卫星的大小是10×10×2.5厘米。

然而,比较Sprites卫星项目的“待遇”就更令人困惑了,该项目之前是通过众筹获得资金的。

Sprites低轨道卫星被称为世界上最小的卫星。每个电路板是一个4克的薄片,边长只有3.5厘米。它将太阳能电池板、计算机、传感器和通讯设备包装成美国邮票大小。它被设计成在低地球轨道上运行几周,然后在大气中燃烧。该计划已经过美国国家航空航天局的审查,预计不会对地球轨道上的其他物体构成威胁。

Sprites向联邦通信委员会提交了两份相同的卫星发射许可申请(KickSat-1和KickSat-2),第一份申请被批准,第二份被拒绝。

最终,美国航天局未经联邦通信委员会审查就将KickSat-2作为其发射任务。酪由于联邦通信委员会的拒绝,KickSat-2计划被推迟了至少3年。

如今,越来越多的公司放弃了通常在大型航天器上进行的项目,转而使用快速迭代的小型卫星。对于像联邦通信委员会这样的机构来说,应该提出一套更有说服力的微型卫星运营和处置管理标准。(《科技日报》,北京,5月29日)