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卫星星座 - 2021 年行业调查与趋势
大型卫星星座正在成为现实。自首批发射以来的两年内，Starlink 已发射了 1600 多艘航天器，Planet 已发射了 450 多艘，OneWeb 已发射了 200 多艘，并且还在不断增加。每个月都会宣布新的星座项目，其中一些是用于新颖的应用。本文的第一部分重点介绍 251 个商业卫星星座的行业调查。介绍了应用、形式因素、状态、制造商、成立年份的统计概况，包括早期项目和已取消的项目。大量商业实体已发射至少一颗演示卫星，但运营星座的跟进速度要慢得多。原因之一可能是资金通常是分阶段筹集的，大多数商业模式的可持续性仍有待证明。本文的后半部分按选定的应用研究了星座，并讨论了过去 5 年中应用、卫星质量、轨道和制造商的趋势。NewSpace 挑战的最早应用是 AIS、地球观测、物联网 (IoT) 和宽带互联网。近年来，大多数应用已由政府或军事卫星及其他机构规划或执行，且已呈现多样化。
一百万颗（纸质）卫星
过去几年，大型卫星星座对轨道的占用引起了极大关注。截至 2023 年 7 月，约有 4,500 颗 Starlink 和 630 颗 OneWeb 卫星在轨运行 (1)，但这仅仅是个开始。最近向国际电信联盟 (ITU) 提交的无线电频谱申请表明，卫星数量可能大幅增加，远远超过通常报道的数万颗。人类将轨道空间视为无限的资源，这给低地球轨道 (LEO) 的使用带来了严重的安全性和长期可持续性挑战，包括从太空和地面进行的科学研究。国际电信联盟的申请是警告，也是解决方案的一部分。国际电信联盟及其成员国迫切需要采取有意义的控制措施。已经提交了比 SpaceX 的 Starlink 规模大得多的星座申请，其中包括卢旺达政府于 2021 年 9 月向国际电信联盟提交的名为 Cinnamon-937 的 337,320 颗卫星星座。媒体报道称，这些申请与一家名为 E-Space 的法国公司有关，该公司由美国企业家 Greg Wyler 创立 ( 2 )。2023 年 6 月，法国政府为 E-Space 提交了一份新的申请，这是一个名为 Semaphore-C 的 116,640 颗卫星星座；因此，E-Space 卫星星座的实际范围尚不清楚，尽管数量仍然相当可观 ( 3 )。
紧凑型扫描激光雷达
美国宇航局和欧空局已将 LiDAR 确定为实现安全精确着陆和交会对接的关键技术。此外，该技术对于难以观察到背景辐射的未来卫星任务和探测车应用至关重要。挑战来自任务参数的限制越来越严格。太空市场普遍倾向于低成本、高可靠性的紧凑型解决方案，而目前的 LiDAR 技术可能会在主要应用中失去相关性。ONEWeb、三星和 SpaceX 等公司的未来商业计划旨在发射总共超过 10,000 颗卫星，2019 年的概念演示任务已经开始，巩固了对这些企业的投资。LiDAR 技术非常适合清除太空垃圾等操作任务参数，但目前的 LiDAR 质量、体积、功率 (MVP) 预算、成本和开发时间在评估新太空应用提案时可能是一个挑战。当前的扫描 LiDAR 使用旋转镜来引导激光束。机械扫描导致解决方案体积庞大、速度相对较慢且耗电。该提案提出了一个项目，旨在加速开发现代一代激光雷达，以更好地适应日益增长的空间应用需求。
通讯
IN-SPACe 发布印度太空经济十年愿景和战略。MoS Communications Shri Devusinh Chauhan 发布 ISpA-NASSCOM-DELOITTE 报告：探索印度下游太空技术的机会。10 家印度太空初创公司/中小微型企业在 2023 年印度太空大会上被宣布为印度空军八项 iDEX DefSpace 挑战赛的获胜者。亚马逊于 10 月 6 日和 10 日为其柯伊伯星座发射了两颗原型卫星。卫星运行正常。MAV Reality 宣布成功试用由 OneWeb 卫星连接提供支持的远程视频会议技术。Skyroot Aerospace 推出了其自主制造的 Vikram-1 火箭。Skyroot Aerospace 在由新加坡投资公司淡马锡领投的 C 轮融资前成功筹集了 22.5 亿卢比（约合 2750 万美元）。 Sisir Radar Private Ltd 凭借其两个项目在著名的 iDEX DefSpace Challenge 中取得成功。Agnikul Cosmos 在 B 轮融资中筹集了 2670 万美元。Suhora 和 ICEYE 获得雷达卫星图像合同。ISpA 与 GIFAS、USISPF、FII、MSBF 签署谅解备忘录。ISpA 航天行业卓越奖颁给 12 家航天初创公司，以表彰它们对私营航天领域的贡献。ISpA Chandrayaan 荣誉奖颁给工业、学术和研发部门，以表彰它们对 Chandrayaan 任务的贡献。（7 家学术机构和 10 家研发机构以及 9 家私营公司获此殊荣）
SpaceX
183（2022 年 10 月 4 日）（讨论并附上 SAVID LLC 的独立报告，该报告验证了下述技术研究）；Jayson L. Cohen 致 Marlene H. Dortch 的信函，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183（2022 年 9 月 16 日）（讨论技术研究发现，地面移动服务将导致服务质量严重下降）；David Goldman 致 Marlene H. Dortch 的信函，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183（2022 年 6 月 21 日）（讨论并附上技术研究发现，拟议的地面移动服务对 NGSO 运营造成严重干扰）；布莱恩·D·韦默 (Brian D. Weimer) 致玛琳·H·多奇 (Marlene H. Dortch) 的信，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183 (2022 年 10 月 7 日)（相同）；Space Exploration Holdings, LLC 的评论，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183 (2021 年 5 月 7 日)；OneWeb 的评论，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183 (2021 年 5 月 7 日)；Space Exploration Holdings, LLC 的回复评论，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183 (2021 年 7 月 7 日)； Kepler Communications Inc. 的回复评论，WT 案卷编号 20-443 和 GN 案卷编号 17-183（2021 年 7 月 7 日）。
第 1 届特别光伏研讨会在...框架内举办
第一天的亮点是太阳能电池：来自 III-V 欧盟/美国专家的前沿演讲展示了电池多样化趋势：更多结以提高效率，更薄的电池以节省重量，还有抗辐射甚至更低成本的选择。对物质中详细辐射损伤机制的见解引出了关于更具颠覆性的潜在空间光伏技术的讨论：在设备层面采用超薄或纳米线方法，但也采用钙钛矿等更奇特的材料。第二天，专门讨论太阳能电池阵列，同样充满了引人入胜的亮点。在介绍回顾了太阳能系统中光伏的各种限制和机会之后，解决了具体问题：从互连器热机械行为、微聚光系统到 STI 部署机制的开发。讨论了立方体卫星和 OneWeb 等大型卫星星座的光伏解决方案，重点关注低成本，包括陆地硅。本次会议结束了创新高功率柔性太阳能电池阵列用于地球静止任务的现状和挑战。研讨会结束时，来自行业（AZUR SPACE、Airbus DS、DHV 技术）和研究机构（CEA-INES、CNES、Fraunhofer ISE 和 NREL）的 7 位专家参加了圆桌会议，总结了空间光伏研发的主要趋势，以解决竞争力、低成本和创新问题。组织团队衷心感谢所有参与者让这次活动生动有趣且成果丰硕。
ESPI Insights
私人投资在太空中是使太空行业加速增长并增加社会和经济利益的关键组成部分之一。ESPI即将发布其第5版《太空风险欧洲报告》，提供了欧洲太空领域私人投资趋势的完整概述。2022标志着欧洲的开创性一年，超过1B欧元以超过112次交易投资于欧洲太空初创公司，自2021年以来增长了65％以上。这是一个保守的估计，因为它不包括另外23份未公开交易的投资量。欧洲的私人太空投资的年增长率（CAGR）自2014年以来接近60％，自2020年以来实际的逐步变化。在此期间，欧洲太空初创企业总共筹集了2.9b欧元（不包括OneWeb）。虽然很重要，但与世界其他地区（尤其是在美国）相比，它仍然很少，这在2022年向新的太空公司投资了约8B欧元。在ESPI高管简介中，ESPI详细阐述了不断变化的结构性条件，这可能使新的太空模型和在欧洲的筹集资金处于危险之中。简短预期的是，供应链短缺，全球通货膨胀，地缘政治紧张局势和利率的积极上升可能会对行业的增长产生不利影响。然而，在2023年初，欧洲在一些更具成熟的新太空演员中看到了前所未有的支持：此外，利率的急剧上升和最近公开列出的太空公司的绩效不佳被视为触发了从空间转向与较低风险相关的部门的转变，可能会将资本涌入到太空部门。
2019财年专利申请技术趋势调查（航天器）
中国空间技术研究院 (中国) 643 26,135 30 空客 (欧洲) 611 13,954 67 波音 (美国) 430 14,624 88 Energiya (俄罗斯) 430 7,401 37 三菱电机 279 89,137 20 IHI 201 13,657 28 泰雷兹 (欧洲) 153 6,495 54 三菱重工 131 27,823 16 霍尼韦尔 (美国) 117 19,431 7 雷神 (美国) 105 5,383 3 斯奈克玛 (欧洲) 102 4,363 6 太空系统/劳拉 (美国) 58 168 12 Viasat (美国) 1 685 0 蓝色起源 (美国) 12 19 1 SpaceX（美国） 1 10 9 Rocket Lab（美国） 5 5 0 北京零度空间科技公司（中国） 2 24 0 Mojave Aerospace Ventures（美国） 2 2 0 PLD space（西班牙） 0 0 0 Reaction Engines（英国） 6 13 4 Relativity Space（美国） 0 2 0 Skyrora（英国） 0 0 0 Oneweb（美国） 11 29 0 Blacksky（美国） 0 0 0 Capella Space（美国） 0 0 0 Hawkeye360（美国） 0 6 0 Iceye（芬兰） 0 1 0 OHB System（德国） 1 8 20 Planet（美国） 5 27 2 Spire Global（美国） 6 22 0 ispace（日本） 7 13 1 Planetary Resources（美国） 4 4 1 Astroscale 12 12 0 D-Orbit (意大利) 4 4 0 NASA (美国) 91 1,924 959 日本宇宙航空研究开发机构 119 500 473 国防科技大学 (中国) 69 6,274 280 哈尔滨工业大学 (中国) 338 25,237 274 加州理工学院 (美国) 19 2,648 314 韩国航空宇宙研究院 (韩国) 436 2,739 72
太空法评论
空间行业在2022年很忙。美国国家航空航天管理局的Artemis航天器终于到达了月球，为未来的月球勘探奠定了基础。Artemis 1将许多小型月球研究飞船（包括日本的Omotenashi Lunar Lander）作为次要有效载荷。韩国的第一个月球轨道丹努里（Danuri）是由猎鹰9火箭发射到太空中的，其中一枚还推出了日本公司Ispace的私人月球任务Hakuto-R Mission 1。2022年也一直在忙于太空旅游。Blue Origin的新Shepard在三个航班中乘坐下轨轨迹推出了六名乘客。SpaceX的船员龙太空胶囊发射是美国国际空间站的第一个美国太空旅游任务。船上的船员由公理空间操作的任务包括一名专业宇航员和三名游客。中国通过增加了奇尼亚和孟蒂安实验室模块，完成了天和空间站的建设。Wentian和Mengtian都成功发射并停靠到空间站。波音公司推出了其Starliner Space胶囊的第二次无人测试飞行。测试航班成功，将为Starliner在2023年的首次乘员测试飞行带来前进。我们还看到了该行业的预测合并，包括Viasat和Inmarsat之间的拟议合并以及OneWeb和Eutelsat之间的合并。这在2021年的联合国气候变化会议上达到了公共议程，更常见于COP26，也称为2022年的COP27。对我特别突出的是，近年来，尤其是在2022年，人们对我们在地球上生命的价值的价值以及空间是我们陆地生态系统的一部分的观点。清楚地证明了甲烷和碳测量值，监测和验证的空间应用值。是对保护地球和太空环境的迫切需求的日益认识。商业活动和轨道种群的增长对长期空间活动的可持续性产生了很大的影响。一些公司正在积极寻找符合空间碎片缓解标准和可持续性目标的清晰程序和流程的许可制度和监管机构。确认环境，社会和治理（ESG）目标的许可制度可以帮助公司提高融资，提供更好的保险风险，并可以允许其他司法管辖区的市场获得市场。实际上，联合国环境计划财务计划最近表示，将ESG问题整合到其投资分析中是公司信托义务的一部分。
动力学ASAT测试禁令条约
2021年9月2日，亲爱的Bozkır先生，Re：动力学测试禁令条约，签署了签署的敦促联合国大会将考虑动力学反卫星（ASAT）测试禁令条约。对此类条约的需求是由轨道中卫星数量非常快的增长所驱动的。国际合作在维持安全通往地球轨道方面的合作可以追溯到1963年，该条约禁止在大气中，外太空和水下进行核武器测试，禁止在太空中测试太空中的核武器，这是对辐射的担忧，包括对卫星构成的威胁。在过去的十年中，轨道上的活跃卫星数量已从3300次增长到7600多，在未来十年内，潜在的增加了多达100,000个活跃卫星。这种快速的增长引起了人们对碰撞和太空碎片的扩散的关注，从船员任务到通信到地球观察和环境监测到空间天文学，危害了所有形式的太空使用形式。安全使用空间需要新的实践。朝着这一目的迈出的重大一步将是动力学的ASAT测试禁令条约。动力学ASAT武器，无论是基于地面的还是基于空间的武器，都通过使用“杀死车辆”或弹片来销毁或禁用轨道中的物体，从而采用高速速度罢工。由于涉及的高冲击能量，动力学测试的碎屑通常最终落在高度偏心的轨道上，这些轨道越过多个卫星“轨道壳”两次横穿多个卫星。动力学测试禁令条约将禁止在测试过程中使用任何高速速度的物理罢工。如果仅从此类测试中的一块碎片与卫星相撞并导致重大的分裂事件，则可能会导致其他影响所有州的事件，其中可能包括进一步的碎片，卫星故障或服务中断。“通过”测试仍然可以进行。即使是试图最大程度地减少长寿碎屑的低空动力学测试也是有问题的，因为高冲击能量仍然能够将一些碎屑放在偏心轨道上，这些杂物可以在测试高度以上延伸超过1000 km。下图展示了低空测试将如何影响一个繁忙的，近乎未来的轨道环境，其中包括来自不同国家 /地区的至少四个计划中的“巨型构造”：SpaceX的Starlink，带有42,000颗卫星和亚马逊的Kuiper，带有3236个卫星，都来自美国。 OneWeb，有来自英国的7000颗卫星；和王王（Guo Wang）的Starnet，中国有12,992颗卫星。