傳統(tǒng)航天工業(yè)是產(chǎn)品需要高可靠性和廣泛測試的地方;已經(jīng)建立傳統(tǒng)和專業(yè)知識的公司主導(dǎo)著這個行業(yè)。最近出現(xiàn)的太空2.0（現(xiàn)在經(jīng)常提到新興的私人或商業(yè)航天行業(yè)）提供了更多的機會。有興趣在Space 2.0市場尋求機會的承包商應(yīng)尋求與成熟的Space 1.0組件制造商合作，這些制造商可以利用其在傳統(tǒng)空間產(chǎn)品方面的經(jīng)驗和專業(yè)知識。最后，正是這些經(jīng)驗豐富的公司處于使Space 2.0承包商取得成功的最佳位置。

質(zhì)量勝于數(shù)量的原則一直是航天工業(yè)的基石：自 1950 年代太空探索開始以來，傳統(tǒng)的航天器在設(shè)計時一直強調(diào)質(zhì)量，這意味著工程師在對部件進行廣泛測試后僅使用耐輻射組件。然而，在過去十年中，出現(xiàn)了一種稱為“太空2.0”或“新空間”的新趨勢。該戰(zhàn)略是部署大量冗余和相對便宜的衛(wèi)星，而不是少數(shù)堅固而昂貴的衛(wèi)星。這種方法正在迅速普及，并在公司和組織中受到關(guān)注，無論他們是尋求部署全球通信基礎(chǔ)設(shè)施還是創(chuàng)建具有非常高重訪率的成像系統(tǒng)。

在每種情況下，輻射耐受性——組件和系統(tǒng)承受太空輻射破壞性影響的能力——都是工程師必須考慮的重要因素。不出所料，這可能是一個問題。廉價的商業(yè)部件通常不進行空間輻射測試或表征;通常，需要的衛(wèi)星開發(fā)人員無法獲得重要的輻射數(shù)據(jù)。

為了減輕輻射效應(yīng)對衛(wèi)星運行造成廣泛干擾的風險，衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計人員可以從與在傳統(tǒng)耐輻射空間部件方面擁有豐富經(jīng)驗的組件制造商合作中受益;這樣，新來者將獲得有關(guān)測試這些商業(yè)部件和獲得準確輻射數(shù)據(jù)的知識。

傳統(tǒng)方法 – 空間 1.0

空間硬件的設(shè)計者面臨著兩個基本問題：空間中的輻射效應(yīng)和與在軌故障相關(guān)的高機會成本。

兩種類型的輻射對電子元件的損害值得關(guān)注。由粒子輻射引起的電離輻射和自發(fā)單事件翻轉(zhuǎn)（SEU）的長期積累對航天器都是致命的。傳統(tǒng)航天器的設(shè)計者通過選擇具有輻射效應(yīng)特征的組件或采購經(jīng)過刻意硬化以承受空間輻射破壞性影響的組件來減輕這兩種影響。

發(fā)射衛(wèi)星的成本高，開發(fā)時間長，執(zhí)行維修任務(wù)不切實際，因此需要使用具有最高篩選水平（如QML五級）的部件。為了使零件在這些惡劣環(huán)境中具有可靠性，它必須經(jīng)過數(shù)百萬設(shè)備小時的細致測試。例如，航天工業(yè)中的一些現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）系列的測試時間超過3500萬小時。

輻射表征和可靠性測試既昂貴又耗時，導(dǎo)致組件比商業(yè)同類產(chǎn)品貴得多。此外，具有足夠強大的輻射和可靠性血統(tǒng)的組件通常比其商業(yè)同類產(chǎn)品落后一代或多代。

新方法 – 空間 2.0

雖然廉價的商業(yè)塑料包裝部件在深空沒有立足之地，也沒有在關(guān)鍵的軍事和國防太空任務(wù)中飛行，但在某些情況下，它們可以用于低地球軌道任務(wù)。對于一些太空計劃，使用完全合格的組件是根本負擔不起的。使用商用現(xiàn)貨 （COTS） 部件通常是滿足任務(wù)性能和成本要求的唯一方法。例如，一些由數(shù)百或數(shù)千顆衛(wèi)星組成的現(xiàn)代星座實際上計劃通過部署大量用于相同目的的衛(wèi)星，在系統(tǒng)級別創(chuàng)建冗余，而不是購買具有高度可靠性和輻射測試的組件。

機遇和問題

最近，一些大型新太空星座被各大公司提出。2017年2月，衛(wèi)星電信初創(chuàng)公司OneWeb在2016年12月軟銀主導(dǎo)的12億美元超額認購?fù)顿Y的鼓舞下，即將在其先前提議的數(shù)百顆衛(wèi)星星座的基礎(chǔ)上再增加2000顆衛(wèi)星。［1］ 2017年2月，成像公司Planet創(chuàng)造了歷史，發(fā)射了迄今為止最大的微型衛(wèi)星有效載荷：88顆微型衛(wèi)星。

近年來，美國軍方也對商業(yè)零件表現(xiàn)出興趣。對于特定任務(wù)的小型衛(wèi)星，軍方使用商業(yè)部件將有利于降低發(fā)射成本，并最大限度地減少從決定制造到發(fā)射之間的時間。在軍事背景下，將能力分散到多個資產(chǎn)中會使敵人更難攻擊該能力，從而為軍事規(guī)劃者考慮冗余、相對便宜的衛(wèi)星星座提供了額外的動力。

顯然，這種用更便宜的商業(yè)組件建造大型衛(wèi)星星座的想法正在迅速普及，并且已經(jīng)得到了谷歌和SpaceX等許多大型公司的投資。然而，有更多的潛在客戶觀察這些新太空任務(wù)的有效性和結(jié)果;每個人都在等著看是否值得投資Space 2.0。

在福布斯最近一篇題為“如何贏得太空2.0熱潮的大投資”的文章中，天使投資人布蘭登·法威爾（Brandon Farwell）表示，新太空項目最近的成功“催化了風險投資界對太空的興趣”。［2］

但是，當存在一種常見的故障模式在制造批次中逃避商業(yè)測試時，就會出現(xiàn)Space 2.0策略的一個大問題。然后，一種部件類型的故障模式不僅會影響衛(wèi)星上的一個系統(tǒng)，還可能影響整個艦隊。

雖然單顆衛(wèi)星的故障可能不會削弱星座的功能，但大規(guī)模災(zāi)難性故障仍然是可能的，可靠性測試和輻射特性的要求仍然存在。對于尋求設(shè)計新太空星座的航天公司來說，主要問題是商業(yè)組件制造商通常沒有專業(yè)知識和資源在惡劣的輻射環(huán)境中測試他們的部件并提供輻射數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)航天制造商：完美資源

有興趣在Space 2.0市場尋求機會的空間承包商應(yīng)尋求與成熟的Space 1.0部件制造商合作，這些制造商可以利用其在傳統(tǒng)空間產(chǎn)品方面的經(jīng)驗和專門知識來組裝和測試其耐輻射設(shè)備的更便宜的商業(yè)等效物。這些公司處于最佳位置，可以利用他們的傳統(tǒng)，實力以及對可靠性，輻射和包裝要求的理解，為Space 2.0公司提供解決方案。最重要的是，它們可以向新空間衛(wèi)星系統(tǒng)和子系統(tǒng)承包商提供非空間級組件的輻射數(shù)據(jù)，以便在設(shè)備選擇期間使用。

審核編輯：郭婷