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空客防务与空间张晓舟:只受想象力限制的太阳能无人机

对于成立55年的空客公司而言,有人会认为它已经属于传统的行列,但实际上,从最近空客公司宣布的种种举措来看,它依然保持着创新之心。

  (文/3sNews主笔 张凯)在2015地理信息开发者大会(WGDC2015)举办期间,空客防务与空间中国公司副总裁张晓舟接受了大会主办方3sNews泰伯的专访。

泰伯网

  “西风”号,太阳能无人机中的明星

  这次采访的话题从太阳能无人机开始,张晓舟在大会演讲时对外介绍了空客公司“西风(Zephyr)”号太阳能无人机。相比不久前在国内引起极大关注的“阳光动力2号”太阳能飞机,“西风”号或许并不被大众所知,但这丝毫不影响它在太阳能飞机领域拥有的声誉。

  “西风”号曾在2007年完成了一次连续飞行时间达到54小时的试飞,打破了无人机飞行时间的世界纪录,同时这次试飞也是太阳能飞机首次只靠太阳能,飞行两个夜晚。尽管当时因为世界航空运动联盟国际航空联合会代表并未接获此次秘密测试的通知,54小时连续飞行的记录不会被正式确认,但是在该组织被告知的第二次飞行试验,“西风”号同样创造了新的世界纪录,连续飞行时间长达33小时。而现在,最新的“西风”7号已经取得了14天飞行航时的纪录,并且于2014年在澳大利亚的低光照冬季环境下实现了连续飞行超过11天的良好纪录。

  张晓舟介绍说,“西风”号太阳能无人机被称为“高空伪卫星”,可以作为卫星、传统无人机,或者有人驾驶飞机,以及燃料动力飞机的补充。它的最大特点就是理论上可以实现无限制的航时。与有人驾驶飞机要突破人的生理极限相比,“西风”号凭借不断发展的无人机驾驶技术、卫星通讯技术、载荷轻小化技术,以及这些技术之间的融合,保证了它可以从理论走向实际。

  “西风”号最早由英国一家名为吉内蒂克(Qinetiq)的防务公司研发,最初,吉内蒂克研发这款无人机是为了拍摄2003年的一项计划“打破载人气球世界飞行高度纪录”的活动,但是阴差阳错,这项计划没有顺利完成,而“西风”号却因为军事应用,以及地球观测和通信目的,仍然得以继续存在,并得到了来自空客公司的持续关注。2013年,空客公司确信“西风”号太阳能无人机非常有发展前途,便从吉内蒂克收购了这款无人机的生产研发团队,并且将空客公司的飞机制造技术融入到“西风”号太阳能无人机,同时希望利用通信卫星制造经验,提升航空器的感知能力。根据现有规划,空客防务与空间公司将于2015年实现改进型“西风”8号的试飞,它的性能将比现有的“西风”7号提升将近60%。

  张晓舟认为,“西风”号最值得期待的一点就是不需要配置任何存储设备,通过卫星数据链或者中继卫星,将获取到的数据实时传输到地面控制中心,单就这个发展方向而言,“西风”号也会成为未来高空长航时无人机的里程碑。张晓舟透露,“西风”号目前已经获得了美国、澳大利亚、欧盟和沙特阿拉伯的飞行许可,并且在这些国家或地区做了大规模实际测试飞行。现在,空客防务与空间公司正在对应用模式和传感器进行大量测试。在谈到太阳能无人机的优势时,张晓舟列举一二说,对特定区域进行长时间空中观测,太阳能无人机将是比卫星更好的选择,首先是航时没有限制,能提供更精确的观测数据;其次是成本低廉,即使相对小卫星而言,也仅有其十几分之一的制造成本;第三,燃料自给自足,白天无人机飞到平流层之上,通过太阳能电池板收集转换的电能就可以直接飞行,而夜间依靠储存的电能,经过编程之后,无人机同样能实现连续飞行。

  面对Facebook、Google等互联网巨头纷纷计划研发太阳能高空长航时无人机,张晓舟表示,从技术角度层面而言,空客公司将更成熟一些,投入的研发时间比这些互联网企业要更长,而且更了解飞机制造过程中面临的种种问题与解决方法。而事实似乎也是如此, 5月1日,Google进行试飞的大型太阳能无人机Solara 50在起飞后不久便坠毁,被认为是Google网络覆盖计划遇到的又一挫折。不过,Google发言人表示,尽管原型无人机在试飞中坠毁,但Google仍然对太阳能无人机联网计划感到乐观,打造新的技术难免会遇到障碍。Facebook的太阳能无人机则预计会在今年夏天升空测试。

  为用户提供随时随地访问影像数据的服务和能力

  2014年6月,美国商务部批准了一项许可,允许销售当前最高分辨率的商业遥感卫星影像,这对于空客防务与空间公司在美国的竞争对手DigitalGlobe而言,意味着WorldView-3发射运行6个月以后,可以获准向客户提供分辨率为0.25米的全色影像和分辨率为1米的多光谱影像。

  对此,张晓舟认为,放开对市场发展而言是一个利好消息。他说,客观的讲,分辨率越高,从影像上获取的信息就越多,越精准,而且这会刺激大家投入更多的资金、精力研发新一代的商业遥感卫星,使卫星的制造发射更上一个台阶。此外,这也会使商业遥感市场变得更大,使遥感影像变成消费品,有更多的大数据提供给用户。那么,如何产生大数据,这就需要获取不同时间分辨率和空间分辨率,不同类型,不同区域的影像数据,并将测绘数据与其他采集方式获取的数据进行组合,利用多种数据处理方法或软件进行不同维度的挖掘,才能够获得用户需要的有价值的信息。

  张晓舟提到,为实现空间影像数据消费化,首先需要解决的就是数据的获取,那么增加卫星数量必然是第一选择。为此,空客防务与空间公司也有一个庞大的新一代卫星星座的构想。比如通过4-6条轨道,每条轨道上部署6-8颗卫星,同时利用太阳同步轨道,使得每天获取影像的窗口周期最大化,这样可以得到最优化的分辨率和影像质量。张晓舟说,未来甚至会和合作伙伴共同研制、发射这些卫星,但是具体细节需要在明年才能正式向市场宣布。

  张晓舟表示,空客防务与空间公司并不着急追赶做到“人有我也有”,他们对市场变化有自己的理解,这会决定他们的下一步计划如何开展。这不仅仅是卫星的问题,还会涉及到数据能否实时传输到地面,是否可以实时处理,是否能以服务的方式将数据成果直接推送给用户。张晓舟认为,这才是空客防务与空间公司在考虑的真正问题。他希望给用户提供的是一种服务和能力,用户只需通过互联网上任何一个注册过的设备就能访问和处理海量数据,这样就能大幅压缩数据处理时间和周期。

  而在商业遥感卫星的运营模式上,空客防务与空间公司也进行了创新。2014年6月,SPOT 7地球观测卫星成功发射。同年12月,空客公司与阿塞拜疆航天局宣布,作为一项商业遥感长期合作的一部分,空客防务与空间公司同意将SPOT 7出售给阿塞拜疆航天局。按照协议,阿塞拜疆航天局取得了SPOT 7的所有权,而且还获得了SPOT 6的优先使用权,将向阿塞拜疆及南亚周边地区销售这两颗卫星的影像。相应的,空客公司将在阿塞拜疆建设一座卫星控制中心,并为阿塞拜疆培训超过25名工程技术人员。除此之外,空客公司依然保有SPOT 7影像在阿塞拜疆和阿塞拜疆航天局推销区域之外的优先销售权。

  张晓舟表示,这是一种非常好的国际合作方式,不同研发水平的国家可以进行更合理的优势互补,意味着不需要参与到卫星研发、设计、制造到发射的每一个环节,毕竟能参与这个“游戏”的还是少数。如果真的想好了要发卫星,大家可以坐下来一起商量如何设计,生产,发射,运控,接收处理数据。空客防务与空间公司愿意给合作伙伴最专业的支持,毕竟热情和干劲不能解决一切问题。又或者,可以像私募,用新的商业模式,互联网思维,参与设计运营未来的卫星星座,利用成熟平台,搭载客户化的载荷,把发射、运维的成本和风险降到最低。

  张晓舟认为,发射卫星并不是目的,能有效获取数据,利用数据才是本质。未来,大家将不再关心数据来自哪家供应商,而是关心数据怎么样,什么时间获取的,能否便捷地拿到数据。

  面对互联网巨头的竞争,这家欧洲航空航天巨头做好了准备

  互联网巨头进入航空航天领域已经成为现实,无论是Google、Facebook,还是风头正劲的SpaceX,它们的出现在某种程度上降低了卫星研制、航天器发射的参与门槛,甚至有人会认为它们将打破航空航天领域的现有格局。

  互联网巨头的举动无疑也给空客这样的航空巨头带来些许压力。张晓舟表示,空客非常欣赏互联网企业对商业模式孜孜不倦的创新精神。他认为,企业的成功很多时候并不取决于技术,一些技术实力雄厚的公司往往都是输在由商业模式驱动的公司面前。因此,空客面临的一个最大挑战就是,要用创新精神和互联网思维重新打造一家传统的航空航天公司。空客公司并不缺技术,但是它需要引入新鲜“血液”,吸纳新鲜思维,用全新的商业模式促进空客公司在传统行业的发展,甚至突破到新的领域。

  实际上,空客公司面对互联网巨头的竞争已经做好了准备,并没有如外界猜想的那样,这家庞大的公司失去了创新能力。就在第51届巴黎航展举行期间,空客公司宣布将与英国卫星互联网公司OneWeb合作,为其设计并制造约900颗卫星,这些轻量级、低轨道、低延迟的卫星群,通过与地面移动运营商的合作,面向传统互联网架设成本过于昂贵的地区,提供高速互联网服务。据介绍,通过向太空发射更多同时距离地面更近的卫星,可以将数据传输的时间降低至20毫秒,这样的速度可以保证任何程序的顺畅运行。

  根据计划,空客公司与OneWeb将在2018年后陆续发射700颗卫星,每颗卫星的重量约为150千克,剩余的卫星将暂时留在地面用于未来的替换使用。如果该卫星网络建成,前文提及的遥感卫星数据实时传输、实时处理,让用户随时随地都能访问数据将成为现实。

  举世瞩目的SpaceX火箭回收项目已经试验了两次,虽然并没有取得预期的成功,但也初见成果。而空客公司在这个方向同样有了自己的解决方案,可以实现太空火箭发射器的可重复使用。与SpaceX回收整个一级发射火箭的方案有所区别,空客公司希望把火箭最昂贵的部分,也就是引擎从太空带回到地面,再重复利用10或20次。

  空客公司从2010年开始就组织了一支工程师团队秘密进行着相关工作,他们需要解决的难题是确保回收火箭发射器的成本要小于传统的一次性发射所耗费用。为此,空客公司开发了创新性与经济性相结合的发射器Adeline,将占发射器总价值80%的推进装置舱和引擎放在隔热板里,以保护它们返回地球,然后重复利用。当下降到一定高度之后,Adeline可以依靠底部的稳定器,以及配备的小机翼和螺旋桨发动机,像无人机一样远程飞行并降落在跑道上。空客公司的回收方案非常大胆和富有想象力,与SpaceX相比,唯一的劣势或许就是时间,根据计划,这一方案将于2025年投入运行。

  空客公司想解决的回收问题并不仅限于航天发射器,还有日益严峻的太空垃圾。张晓舟接受采访时说,这是航天领域很奇怪的一个现象,这个领域的从业者都是思想前卫、很有环保意识的人,但是却很少有人考虑如何处理太空垃圾。他做了很形象的比喻,就像一位绅士随手将烟头扔在了地上。他透露,空客公司目前也在探讨回收太空垃圾的可行性,也许未来空客公司会为各个国家服务,清理轨道,这也会成为一种新的商业模式。

  有俗语讲“人老心不老”,用来形容那些上了年纪,但依然保持年轻心态,愿意接受新鲜事务的中老年人。对于成立55年的空客公司而言,有人会认为它已经属于传统的行列,面对Google、SpaceX这些后起之秀,缺乏应对之道。但实际上,从最近空客公司宣布的种种举措来看,它依然保持着创新之心,无论是对太阳能无人机的关注,还是对下一代超高清地球观测卫星的研制,亦或是对太空互联网络和火箭回收这些前沿技术的探索,都证明着它并不曾落后于这个时代,并且做好了与互联网巨头竞争的准备。

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