「流氓衛星」上天,惹怒美國官方,矽谷創業公司如何瞞天過海?

原标题:“流氓卫星”上天,惹怒美国官方,硅谷创业公司如何瞒天过海?

今年年初的 1 月 12 日,印度以一箭多星的方式发射了一枚 PSLV 火箭。这原本是一次很寻常的发射任务,但上周五,知名科技网站 IEEE Spectrum 曝出,该次发射任务中,火箭所搭载的隶属于 Swarm Technologies 公司的四颗卫星并未取得美国联邦通信委员会(FCC)的授权,消息一出业界大为震惊。

因为这是历史上第一例“商业卫星违规发射”。

图丨印度 PSLV 火箭发射

根据了解,1 月 12 日的这次发射 PSLV 火箭的主载荷是印度的一颗测图卫星,同时还包括有其他国家的数十颗立方星,比如有行星资源公司(Planetary Resources)为未来小行星采矿所准备的测试航天器、加拿大 Telesat 公司的一颗宽带通信卫星,以及英国的对地观测卫星 Carbonite。当然,还有的就是这次事件的主角 SpaceBee-1、2、3 和 4 四颗卫星。

图丨印度国家航天机构_ISRO 给出的搭载载荷清单

而作为这四只太空蜜蜂”(SpaceBees)的主人、同时也是这次丑闻的始作俑者,来自硅谷的创业公司 Swarm Technologies 至今也没有对这件事情做出什么正面回应。

更为蹊跷的是,早在发射之前的一个多月,在美国负责卫星频谱分配的 FCC 就已经以安全为由明确地驳回了 Swarm 卫星任务申请。

现在, Swarm 瞒天过海、擅作主张地将卫星送发射升空的举动,不得不让 FCC 担心:这几个小家伙”很有可能会扰乱太空中其它航天器的正常运行,严重的话甚至有可能会因此引发卫星相撞事故。

“初生牛犊不怕虎”?

FCC 对此事的态度和处理方式是完全可以理解的。

毕竟,作为美国政府一级的权威机构,他们代表着美国政府对太空资源分配利用的态度和立场,影响着美国通信政策的走向。如此“业余”的事情一旦发生,外国的航天机构和公司都会对 FCC 乃至美国能否遵守太空法规产生质疑。

而从美国国内的角度来看,珍贵频谱资源的出售也是美国财政的一项来源,私自发射无异于严重的揩国家油的行为,起到的也是一个极其坏的示范作用。

一怒之下,FCC 在上周三给 Swarm 发了一封警告信,对其进行了严厉的惩罚,不仅撤销了对其下个月即将发射的四颗卫星的授权,两家与 Swarm 有业务往来的《财富》100 强公司也被卷入了漩涡之中,恐将受到牵连。

FCC 还强硬表态,“如果 Swarm 不能对此次违规发射给出一个合理的理由,那么这家公司将再也见不到他们规划中的卫星网络从构想变为现实了

那说到这里,我们不禁会疑惑,这家 Swarm 公司究竟是何方神圣?它哪里来的勇气敢公然与官方背道而驰?

Swarm Technologies 公司创立于 2016 年,总部位于硅谷的门罗帕克。公司的创始人是两位非常杰出的工程师。

图丨Sara Spangelo

其中,公司的 CEO Sara Spangelo 是加拿大人,曾经在 NASA 著名的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)工作过,2016 年跳槽到了谷歌。在谷歌期间,她供职于大名鼎鼎的 Google X 实验室(即后来分拆独立出来的 X 公司),领导了一个团队从技术和市场两方面对月球探测项目进行论证和探测器设计。

公司的 CFO Benjamin Longmier 同样拥有十分惊艳的履历。在 2015 年,他将自己创办的临近空间气球探测公司 Aether Industries 卖给了苹果公司,随后在密歇根大学任教。同时他还是 Apollo Fusion 公司的联合创始人,这家公司的业务也是围绕着太空展开,主要为人造卫星提供新型电推系统。

图丨Benjamin Longmier

两位业内的风云人物聚集在一起,自然是要搞件大事:他们要打造一套完整的天基物联网通信网络。

Swarm 公司的创始人认为,随着物联网(IoT)技术的发展,在万物互联的时代,全球将会有数以十亿记的物联网传感器在同时工作,这些传感器需要通过互联网来进行数据交换。而以当前全球的网络状况来看,在广大的农村和落后地区,无线网络支离破碎,而更加广阔的大海之上更是没有网络信号的接入,这势必不能满足物联网的要求。

而如果要解决这一问题,仰望星空发展天基物联网星座不失为一种出路。但目前的卫星通信仍然十分昂贵,如何降低成本也就成了 Swarm 公司的当务之急。

按照规划,他们所将打造的卫星网络将有希望实现一个数量级幅度以上的成本削减。Swarm 表示,目前 其集成传感器和数据中继平台的成本只是现有的卫星系统, 如 Iridium 的 1/400。

如果 Swarm 的天基物联网通信网络计划可以完成的话,那么全世界范围内的汽车、船舶、飞机都将可以实现非常方便且廉价的连接,我们的生活也将会随之产生十分重大的改变。

图丨 Swarm Technologies 公司在 2018 年 3 月提交 FCC 的文件, 展示了其想要打造的卫星物联网

其实,美国国家科学基金会 (NSF) 也认可过他们的工作,并颁发了 Swarm 公司小企业创新研究奖(Business Innovation Research,SBIR),奖金为 22 万美元。

也正是凭借着对自己系统的信心,Swarm 开始筹划卫星的发射。此次违规发射的四颗卫星的作用就是对 Swarm 公司的硬件和算法的一次实打实的演示,预计将于地面站进行长达 8 年的数据交换。

就在 2017 年 4 月, Swarm 公司迈出了十分关键的一步——向 FCC 提交了第一份申请,申请了一个由四颗卫星和两个地面站组成的测试群组,即 1 月份在印度升空的那四颗卫星。每颗卫星只有 10 厘米 x10 厘米 x2.8 厘米大小, 大约是标准的立方星(10 立方厘米, 或者是 1U)的四分之一。遗憾的是,这次申请没有通过。

到了 2018 年 1 月份,他们又向 FCC 提交了四颗新卫星的申请,这一次卫星的体积更大,也更符合传统立方星的设计要求。幸运的是,仅仅几周他们就得到了 FCC 的允许。没有意外的话,Swarm 计划在 4 月份的时候借助火箭实验室(Rocket Lab)的火箭从新西兰完成了这四颗卫星的发射。

图丨Rocket Lab 的电子号火箭

但不幸的是,“意外”发生了,Swarm 在第一次申请没有通过的情况下,擅自发射了卫星,此举直接连累了其第二次发射。

FCC 为什么没有批准?

Swarm 的网络系统仍然存在着诸多的缺陷和问题,但 FCC 最“嫌弃”的,其实是它卫星的尺寸。

Swarm 的首次申请未通过,是因为其首批卫星只有 10 厘米 x10 厘米 x2.8 厘米大小, 大约是标准的立方星(10 立方厘米, 或者是 1U)的四分之一。不过,Swarm 其实对此甚是骄傲,称这是“世界上最小的双向通信卫星”

图丨 佐治亚理工学院航空航天教授、轨道安全专家 Marcus Holzinger

但卫星微型化却有着非常大的风险。佐治亚理工学院 (Georgia Institute of Technology) 航空航天教授、轨道安全专家 Marcus Holzinger 表示:”由于物体的大小低于 1U, 就很难追踪, 这意味着很难判断轨道上的两颗卫星是否是保持着相连的状态。在这种情况下,对轨道产生干扰的高速物体对于卫星来讲都将会是灾难性的。”

Swarm 公司自然是意识到了这个问题,他们的解决办法是在每一颗卫星上都安装了 GPS 装置,可以根据需求随时进行定位。除此以外,他们还使用了美国海军空间与海战系统司令部 (SPAWAR) 研发的实验性被动雷达反射器覆盖了卫星的最小的四个面,这一举措将是卫星的雷达侧面图增强了 10 倍。

尽管如此,FCC 依旧不买账。在经过了连续几个月反反复复地通信沟通之后,美国联邦通信委员会实验许可证分支机构主管 Anthony Serafini 在去年 12 月份的时候给出了最终的回复。他犀利地指出,Swarm 公司的雷达反射器只在一定频带内运行,并不能被美国的地面空间监视网络完全覆盖到,他还提到,卫星搭载的 GPS 装置也不能保证万无一失,只有在卫星处于工作状态的时候才能使用。

不仅如此,Serafini 还十分严肃地讲:“在没有找到可以有效跟踪 1U 大小航天器的方法时,我们就无法避免航天器发生碰撞的可能。因此,考虑到太空中航天器的安全和公共利益,我们驳回了 Swarm 的申请。

图丨下图为 2017 年 FCC 文件所展示的 Swarm 卫星渲染图,上图为 ISRO 展示的卫星图片

这之后发生的事情就是我们现在所看到的:Swarm 在没有取得 FCC 授权的情况下发射了卫星,FCC 对 Swarm 进行了严厉的警告和惩处。

对此,卫星数据公司发射主管 Jenny Barna 进行了解释,“如果是采取一箭多星的发射方式,那么附属载荷(类似 Swarm 的卫星)在被整合进整流罩之前往往需要经过一系列的认证手续。”

图丨一月份 PSLV 的那次发射总共搭载了 31 颗卫星

但 Barna 也承认, 当搭“顺风车”的卫星越大的时候,获得许可的过程越棘手,“对于那些非主要客户来讲,这种监管工作就显得过于繁琐了。如果是按照硅谷的做事风格来讲,一切的流程都必须满足快速迭代的要求,很有可能你在没有选好频段、没有选定发射商的情况下就已经开始卫星的设计制造了。甚至有可能当‘Swarm 们’还没有获得 FCC 的批准他们就已经把搭载卫星的火箭送上发射台了,只待 FCC 一经答应就立马点火升空。整个过程一气呵成,完全不拖泥带水。”

不过,也并不是所有人都会为 Swarm 的“愚蠢”举动开脱,此次为 Swarm 提供发射撮合服务的 Spaceflight 就认为,这次事件的责任在 Swarm 一方。

Spaceflight 公司总裁 Curt Blake 就坦言,“取得 FCC 的许可是卫星企业的事情,与发射商无关。从更具普遍性的角度来讲,并没有获得许可就不应该申请发射,这应该是一种基本常识。”

未来可能还会有违规发射

但如果我们抛开这件事情,放眼整个微小卫星发射的行业就会发现,未来这种事情绝不是个例,仍有可能会再次发生。

根据今年 1 月 30 日 SpaceWorks 公司发布的《2018 年微纳卫星市场预测报告》显示,2017 年有超过 300 颗微纳卫星发射升空,未来 5 年内将发射 2600 颗微纳卫星,而这些卫星绝大部分都将采取“搭顺风车”的形式升空。

图丨2018 年微纳卫星增长预测

面对如此庞大的体量,无论是 ISRO 这样的火箭发射机构还是 Spaceflight 发射服务提供商都无法做到面面俱到,保证每一个客户拿到了 FCC 的许可证。

而从事微小卫星研制的创业者们也并不完全懂得这其中的一些规范,Gomspace North America 公司首席运营官 Elizabeth Driscoll 就说过,“有些新玩家对这些过程并不熟悉。”

在这种情况下,只要有漏网之鱼,就相当于是放开了“自由发射”的口子,任何企业都可以随意发射他们自己的航天器了。

但是这样做所带来的后果将是灾难性的,未来太空中很有可能会充斥着由这些微小卫星所带来的太空垃圾,它们以极高的速度在太空尤其是近地空间横冲乱撞,但凡是撞上航天器或在舱外作业的宇航员,都将引发难以想象的事故。

所以,借 Swarm 的这次事件,或许我们也应该有所反思,当每一个太空玩家都希望征服星辰大海的时候,是时候该有人站出来为太空立法,这既是人类文明的拓展和延续,也是我们对头顶这片星空应有的敬畏。

-End-

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