利用空间1.0 功能支持Space 2.0

传统航天工业是产品需要高可靠性和广泛测试的地方;已经建立传统和专业知识的公司主导着这个行业。最近出现的太空2.0（现在经常提到新兴的私人或商业航天行业）提供了更多的机会。有兴趣在Space 2.0市场寻求机会的承包商应寻求与成熟的Space 1.0组件制造商合作，这些制造商可以利用其在传统空间产品方面的经验和专业知识。最后，正是这些经验丰富的公司处于使Space 2.0承包商取得成功的最佳位置。

质量胜于数量的原则一直是航天工业的基石：自 1950 年代太空探索开始以来，传统的航天器在设计时一直强调质量，这意味着工程师在对部件进行广泛测试后仅使用耐辐射组件。然而，在过去十年中，出现了一种称为“太空2.0”或“新空间”的新趋势。该战略是部署大量冗余和相对便宜的卫星，而不是少数坚固而昂贵的卫星。这种方法正在迅速普及，并在公司和组织中受到关注，无论他们是寻求部署全球通信基础设施还是创建具有非常高重访率的成像系统。

在每种情况下，辐射耐受性——组件和系统承受太空辐射破坏性影响的能力——都是工程师必须考虑的重要因素。不出所料，这可能是一个问题。廉价的商业部件通常不进行空间辐射测试或表征;通常，需要的卫星开发人员无法获得重要的辐射数据。

为了减轻辐射效应对卫星运行造成广泛干扰的风险，卫星系统设计人员可以从与在传统耐辐射空间部件方面拥有丰富经验的组件制造商合作中受益;这样，新来者将获得有关测试这些商业部件和获得准确辐射数据的知识。

传统方法 – 空间 1.0

空间硬件的设计者面临着两个基本问题：空间中的辐射效应和与在轨故障相关的高机会成本。

两种类型的辐射对电子元件的损害值得关注。由粒子辐射引起的电离辐射和自发单事件翻转（SEU）的长期积累对航天器都是致命的。传统航天器的设计者通过选择具有辐射效应特征的组件或采购经过刻意硬化以承受空间辐射破坏性影响的组件来减轻这两种影响。

发射卫星的成本高，开发时间长，执行维修任务不切实际，因此需要使用具有最高筛选水平（如QML五级）的部件。为了使零件在这些恶劣环境中具有可靠性，它必须经过数百万设备小时的细致测试。例如，航天工业中的一些现场可编程门阵列（FPGA）系列的测试时间超过3500万小时。

辐射表征和可靠性测试既昂贵又耗时，导致组件比商业同类产品贵得多。此外，具有足够强大的辐射和可靠性血统的组件通常比其商业同类产品落后一代或多代。

新方法 – 空间 2.0

虽然廉价的商业塑料包装部件在深空没有立足之地，也没有在关键的军事和国防太空任务中飞行，但在某些情况下，它们可以用于低地球轨道任务。对于一些太空计划，使用完全合格的组件是根本负担不起的。使用商用现货 （COTS） 部件通常是满足任务性能和成本要求的唯一方法。例如，一些由数百或数千颗卫星组成的现代星座实际上计划通过部署大量用于相同目的的卫星，在系统级别创建冗余，而不是购买具有高度可靠性和辐射测试的组件。

机遇和问题

最近，一些大型新太空星座被各大公司提出。2017年2月，卫星电信初创公司OneWeb在2016年12月软银主导的12亿美元超额认购投资的鼓舞下，即将在其先前提议的数百颗卫星星座的基础上再增加2000颗卫星。［1］ 2017年2月，成像公司Planet创造了历史，发射了迄今为止最大的微型卫星有效载荷：88颗微型卫星。

近年来，美国军方也对商业零件表现出兴趣。对于特定任务的小型卫星，军方使用商业部件将有利于降低发射成本，并最大限度地减少从决定制造到发射之间的时间。在军事背景下，将能力分散到多个资产中会使敌人更难攻击该能力，从而为军事规划者考虑冗余、相对便宜的卫星星座提供了额外的动力。

显然，这种用更便宜的商业组件建造大型卫星星座的想法正在迅速普及，并且已经得到了谷歌和SpaceX等许多大型公司的投资。然而，有更多的潜在客户观察这些新太空任务的有效性和结果;每个人都在等着看是否值得投资Space 2.0。

在福布斯最近一篇题为“如何赢得太空2.0热潮的大投资”的文章中，天使投资人布兰登·法威尔（Brandon Farwell）表示，新太空项目最近的成功“催化了风险投资界对太空的兴趣”。［2］

但是，当存在一种常见的故障模式在制造批次中逃避商业测试时，就会出现Space 2.0策略的一个大问题。然后，一种部件类型的故障模式不仅会影响卫星上的一个系统，还可能影响整个舰队。

虽然单颗卫星的故障可能不会削弱星座的功能，但大规模灾难性故障仍然是可能的，可靠性测试和辐射特性的要求仍然存在。对于寻求设计新太空星座的航天公司来说，主要问题是商业组件制造商通常没有专业知识和资源在恶劣的辐射环境中测试他们的部件并提供辐射数据。

传统航天制造商：完美资源

有兴趣在Space 2.0市场寻求机会的空间承包商应寻求与成熟的Space 1.0部件制造商合作，这些制造商可以利用其在传统空间产品方面的经验和专门知识来组装和测试其耐辐射设备的更便宜的商业等效物。这些公司处于最佳位置，可以利用他们的传统，实力以及对可靠性，辐射和包装要求的理解，为Space 2.0公司提供解决方案。最重要的是，它们可以向新空间卫星系统和子系统承包商提供非空间级组件的辐射数据，以便在设备选择期间使用。

审核编辑：郭婷