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。
renleitansuotaikongdejiaobuyizhiweizengtingxie,zaiguoqujinianlihangtiangongyedejingyingfangshiyefashenglexianzhubianhua,xinqiyezhengjiezhumubiaoyuandadexiangmujinruxindeshichang,zhuazhujudadeshangji。suizhefasheruguideshangyehangtianweixingshuliangxunsuzengjia,bingqiechengbendafuxiajiang,yunzaihuojianchengbenzhujianjiangdi,moerdinglvdetixianshideweixingtijiyesuoxiaolehaojigeshuliangji。liruxiangbiyuqianjidaigongjiaochedaxiaodechaofuzachanpin,rujinzhiyoumotuochedaxiaodejianyiweixingzhonglianggengqing,zhizaohefashechengbenyegengjiadilian。
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
商shang業ye航hang天tian行xing業ye發fa展zhan勢shi頭tou迅xun猛meng,這zhe讓rang進jin入ru太tai空kong這zhe件jian事shi變bian得de比bi以yi往wang任ren何he時shi候hou都dou更geng加jia容rong易yi,由you數shu千qian顆ke衛wei星xing組zu成cheng的de低di成cheng本ben近jin地di軌gui道dao巨ju型xing衛wei星xing群qun已yi經jing開kai始shi部bu署shu。
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 Vchanpinzhijiandechaju。shangyehangtianchanpinshixianlekekaoxingyudichengbenzhijiandepingheng,yidadaokejieshoudefengxianshuiping。qitagongnengbaokuojingyuanpicitongyixinghekezhuisuxing、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)
商shang用yong航hang天tian低di軌gui道dao衛wei星xing是shi為wei了le滿man足zu成cheng本ben限xian製zhi或huo高gao容rong量liang的de需xu求qiu,它ta提ti供gong了le適shi合he在zai低di輻fu射she環huan境jing中zhong繞rao軌gui道dao運yun行xing的de近jin地di軌gui道dao衛wei星xing群qun的de基ji本ben測ce試shi和he篩shai選xuan服fu務wu。
● 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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