從SpaceX看商業航天衛星的新時代
發布時間:2023-05-22 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】昨晚,號稱“有史以來最大運載火箭”的SpaceX最新一代運載火箭係統“星艦”(Starship)在執行首次軌道級測試飛行任務發射三分鍾後,其“超重型推進器”部分未能成功分離,在高空發生了爆炸。雖然此次發射失敗,但SpaceX仍未放棄探索宇宙和多行星化的夢想,其CEO馬斯克也第一時間發推文回應祝賀SpaceX團隊對星艦進行了激動人心的測試發射,為幾個月後的下一次測試發射學到了很多東西。
人ren類lei探tan索suo太tai空kong的de腳jiao步bu一yi直zhi未wei曾zeng停ting歇xie,在zai過guo去qu幾ji年nian裏li航hang天tian工gong業ye的de經jing營ying方fang式shi也ye發fa生sheng了le顯xian著zhu變bian化hua,新xin企qi業ye正zheng借jie助zhu目mu標biao遠yuan大da的de項xiang目mu進jin入ru新xin的de市shi場chang,抓zhua住zhu巨ju大da的de商shang機ji。隨sui著zhe發fa射she入ru軌gui的de商shang業ye航hang天tian衛wei星xing數shu量liang迅xun速su增zeng加jia,並bing且qie成cheng本ben大da幅fu下xia降jiang,運yun載zai火huo箭jian成cheng本ben逐zhu漸jian降jiang低di,摩mo爾er定ding律lv的de體ti現xian使shi得de衛wei星xing體ti積ji也ye縮suo小xiao了le好hao幾ji個ge數shu量liang級ji。例li如ru相xiang比bi於yu前qian幾ji代dai公gong交jiao車che大da小xiao的de超chao複fu雜za產chan品pin,如ru今jin隻zhi有you摩mo托tuo車che大da小xiao的de簡jian易yi衛wei星xing重zhong量liang更geng輕qing,製zhi造zao和he發fa射she成cheng本ben也ye更geng加jia低di廉lian。
商業航天衛星市場(主要為低成本近地軌道衛星)快速擴張,現已成為市場發展的驅動力,與之形成對比的是限製多、成本高、海拔高的地球同步軌道(GEO)衛星。隨著這些市場變化的出現,主要的問題之一是需要多少輻射加固。如今,大批量商業航天市場不能承擔成本較高、要求嚴格、耐輻射,並且符合航天標準的“傳統”芯片、元件和設備,並且通常也不需要。
對於高可靠性的傳統產品,其初始的設計目的是為了在惡劣的太空環境中使用數十年,搭載的則是高地球軌道的GEO電信衛星。在那種環境裏,輻射更加強烈,同時也會對航天器的電子裝置產生危害。現在,在衛星市場中,15至20年的抗輻射飛行任務的市場份額隻占一小部分。今天的新太空商業市場有著不同的結構——任務持續時間隻有幾年,甚至幾個月,因此在太空輻射威脅相對較低的地方輻射加固水平的要求也更低。
太空輻射
衛星和航天器電子係統的主要威脅是輻射。輻射產生的影響包括臨時故障、長期退化、災難性故障等。適用的防禦措施是使用經過輻射加固和測試的電子設備,它們經過專門的輻射性能和生存能力測試。
推動商業航天衛星產業發展的因素:
● 更低的發射成本
● 體積更小、重量更輕、價格更加低廉的航天器
● 對現代IC技術和新功能的需求
● 對近地軌道任務和更大衛星群的重視
● 需要縮短產品上市時間
巨型衛星群
shangyehangtianxingyefazhanshitouxunmeng,zherangjinrutaikongzhejianshibiandebiyiwangrenheshihoudougengjiarongyi,youshuqiankeweixingzuchengdedichengbenjindiguidaojuxingweixingqunyijingkaishibushu。
近地軌道信號延遲更低,為關鍵任務通信、遠程機器人手術、金(jin)融(rong)交(jiao)易(yi)和(he)遊(you)戲(xi)等(deng)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)提(ti)供(gong)更(geng)快(kuai)的(de)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)。不(bu)過(guo),相(xiang)比(bi)於(yu)在(zai)傳(chuan)統(tong)地(di)球(qiu)同(tong)步(bu)軌(gui)道(dao)高(gao)度(du)運(yun)行(xing),較(jiao)低(di)的(de)軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)這(zhe)些(xie)衛(wei)星(xing)觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)範(fan)圍(wei)更(geng)小(xiao),因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)衛(wei)星(xing)才(cai)能(neng)實(shi)現(xian)相(xiang)同(tong)的(de)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)。
小型衛星和巨型衛星群的應用正在普及開來,預計每年會發射1000duokejindiweixing。youyuchaodaxingweixingqunzhongyongyouruciduodeweixing,shangyeqiyebukenengtongshirangduokeweixingweichiyunxing,bingweimeitaochuantongqijianzhifushuqianmeiyuandefeiyong。duiyuzaishangyetaikongweixingxingyekaizhanyewudexintaikongqiye,xuyaoyigeqieshikexing、經濟實惠,並且適合用來平衡任務和風險的解決方案。
巨星衛星群業務
新太空是一個新興的全球性私營航天器產業,致力於尋求體積較小、功能較強、具有成本效益的抗輻射技術,以滿足低輻射或相對良性輻射環境和短時任務的需要。
目標:
● 降低準入門檻
● 提供體積更小、價格更低、重量為500公斤以下的衛星來執行單一任務
● 近地軌道高度僅為地球同步軌道的3%,且處於較低的輻射環境中
● 需要更複雜的通信網絡
彌合差距的商業解決方案
今天的小型衛星需要創新的設計解決方案,減小尺寸、重量、功率和成本,這是傳統器件所不具備的。在太空應用中使用價格較低的商用現成(COTS)器件有許多益處,可享受先進的技術、更高的集成度、更高的性能和更好的SWaP。不過,僅使用COTS器件可能無法滿足許多新航天事業的保護、測試和可靠性需求。
如今,ADI公司的商業航天產品彌合了低端COTS器件與傳統全航天級氣密QML V產(chan)品(pin)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)距(ju)。商(shang)業(ye)航(hang)天(tian)產(chan)品(pin)實(shi)現(xian)了(le)可(ke)靠(kao)性(xing)與(yu)低(di)成(cheng)本(ben)之(zhi)間(jian)的(de)平(ping)衡(heng),以(yi)達(da)到(dao)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)風(feng)險(xian)水(shui)平(ping)。其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)包(bao)括(kuo)晶(jing)圓(yuan)批(pi)次(ci)統(tong)一(yi)性(xing)和(he)可(ke)追(zhui)溯(su)性(xing)、輻射監測器和強化測試,以及COTS商用級產品不支持的功能。
產品等級評估表
ADI公gong司si建jian立li了le兩liang個ge新xin的de產chan品pin等deng級ji組zu合he,以yi滿man足zu新xin興xing商shang業ye航hang天tian衛wei星xing行xing業ye的de廣guang泛fan需xu求qiu。該gai行xing業ye主zhu要yao研yan究jiu在zai低di輻fu射she環huan境jing中zhong運yun行xing的de近jin地di衛wei星xing和he巨ju型xing衛wei星xing群qun,以yi及ji傳chuan統tong地di球qiu同tong步bu軌gui道dao衛wei星xing不bu斷duan變bian化hua的de成cheng本ben壓ya力li。
● 商用航天低軌道衛星(CSL)
shangyonghangtiandiguidaoweixingshiweilemanzuchengbenxianzhihuogaorongliangdexuqiu,tatigongleshihezaidifushehuanjingzhongraoguidaoyunxingdejindiguidaoweixingqundejibenceshiheshaixuanfuwu。
● 商用航天高軌道衛星(CSH)
專為需要高可靠性、比傳統產品成本更低、功(gong)能(neng)更(geng)先(xian)進(jin)的(de)客(ke)戶(hu)而(er)設(she)計(ji)。商(shang)用(yong)航(hang)天(tian)高(gao)軌(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)具(ju)備(bei)較(jiao)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)篩(shai)選(xuan)和(he)輻(fu)射(she)鑒(jian)定(ding)能(neng)力(li),並(bing)提(ti)供(gong)了(le)嚴(yan)格(ge)的(de)測(ce)試(shi)。可(ke)在(zai)沒(mei)有(you)氣(qi)密(mi)包(bao)裝(zhuang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)用(yong)(相當於使用SAE AS6294作為指南的QML V)。CSH包含CSL所能提供的一切功能,另外還可提供高可靠性的篩選和質量合格檢驗服務。
憑借數十年以來積累的航天級部件製造知識,ADI公司提供綜合全麵、強大可靠和耐輻射的傳統產品組合,以及兩種新等級的商業航天產品,幫助老牌企業和新太空公司更快地將LEO和GEO衛星送入太空。ADI公司作為可靠的合作夥伴、協作者和技術顧問,竭力幫助客戶設計出能夠滿足嚴苛環境條件的產品,實現具有挑戰性的任務目標,並提高市場競爭力。
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