美国防部办挑战赛:想让小型卫星上天更快更随意

2018年06月02日 06:59 次阅读 稿源:网易科技 条评论

日前美国国防部高级研究计划局DARPA宣布它将举办一次“发射挑战赛”,要求参赛者在短时间内连续将数颗小型卫星送上指定轨道,获胜者将获1000万美元的奖金。DARPA此举似乎是为了用卫星的规模化和小型化增强卫星网络抵御风险的能力,也引来了太空行业诸多公司的关注。以下是文章翻译:

当你第一次听到丹尼·鲁迪(Dane Rudy)谈及他的公司时,你要原谅他想用浣熊(raccoons)将卫星送入太空的想法。需要清楚的是,浣熊(raccoons)并不是鲁迪谈论的未来。

他所描述的是rockoons,也就是从高空气球发射的火箭。Rockoons最初可以追溯到军方项目,也就是20世纪50年代美国空军开展的称之为Farside的计划。

鲁迪认为,Rockoons应该重新开始。通过他的公司Leo Aerospace,鲁迪希望将小型卫星送入平流层,然后再用火箭从高空气球上将它们发射到轨道。当从地面发射时,火箭需要大量的燃料才能穿过第一英里的稠密空气。如果在发射之前能将火箭送上高空,火箭所携带的燃料就可以完全用于把卫星送入太空,而不必在离开地面时浪费过多燃料。目前,很多小型卫星通常不得不共同搭乘SpaceX猎鹰之类的重型火箭进入太空,这种方式并不方便,低效且昂贵。

上周三,鲁迪来到洛杉矶的格兰德酒店。身处爵士钢琴曲和华丽吊灯的柔和光线之中,鲁迪试图阐释Rockoons可能为军队做些什么。早在4月份,国防部高级研究计划局DARPA宣布它将举办一次“发射挑战赛”:为了赢得比赛,竞争对手必须在几周内先后两次将小型卫星成功发射进入太空。

这次挑战时间很紧:在第一次发射前不到一个月,也就是2019年的最后一个季度,DARPA会告诉参赛者卫星发射将在哪里进行。然后,距离发射不到两个星期的时间,该机构才会向参赛者提供关于轨道,有效载荷和发射台的详细信息。之后他们必须重新开始——在几周内重复整个过程。而新的发射要求只有在第一次发射成功后才能收到。该机构将为第一名获奖者提供1,000万美元的奖金,另外向所有符合资格的参赛者提供400万美元奖金,并向所有第一次成功发射的参赛者提供200万美元奖金。

在格兰德大酒店,鲁迪参加了DARPA的“竞争日”,这是参赛者聚集在一起了解情况的机会。这是一个让人充满动力和斗志的大型开幕式,没有音乐伴奏,舞厅里满是运载火箭制造商,火箭发射公司,航天零部件制造商,太空行业新贵,太空行业的中坚力量,太空港代表等等。

每个人的徽章上都有相同的图案,看起来像是平坦的平原,被群山环绕。四枚火箭同时从地面发射,类似于经典的航空航天创新地理学。这里可以是爱德华兹空军基地,或者是白沙导弹靶场。可以是51区,也是科罗拉多斯普林斯学院。重要的是到2019年底,DARPA可能会要求这些参赛者从上述地点或全国各地的商业太空基地发射火箭。

在会议开始时,发射挑战赛项目经理托德·马斯特(Todd Master)走上讲台。“在很长一段时间里,我们都喜欢并得益于太空是我们大家的避难所。”他说。作者身边的那个人前臂上有一颗人造卫星纹身,另一个上面则有一个无穷大符号,他在笔记本上写着什么东西。

“环境一直在变化,”他继续说道,“我们现在所处的环境是,我们认为自己在太空中的地位受到了威胁。”

这意味着:比以往更多的实体可以进入轨道。如果你能进入轨道,那么侵占别人的太空利益并不是一个巨大的技术飞跃——比如说撞上他们的卫星。这个问题从一开始就是太空竞赛的一部分。毕竟,我们发明火箭的原因是用导弹相互射击,而不是因为人类探索宇宙的浪漫冲动。而黑客甚至可以在不发射任何实体的情况下,通过发送软件和信号将攻击目标直接指向卫星。

无论从现实还是网络中而言,一颗超级卫星很容易被击落。但是想像一下,如果你把这颗卫星的功能分散到数百或数千个更小的卫星上会如何?即使其中有几个被破坏或损毁,整个集群仍然能够正常工作。因此,DARPA希望国防部将重点转向小型卫星发射上来。这些小型卫星的发射是如此频繁,以至于公众对卫星发射见怪不怪。发射卫星的甚至不一定是火箭。“我不在乎联邦快递是三辆卡车,两艘船还是一架飞机,”马斯特说,“拿到东西,我就会付钱给你。”

主持人明确表示参赛者可以相互合作。有些参与者制造火箭发动机,而有些参与者只制造零部件。有些是后勤部门的负责人。而有些来自太空港。换句话说,很少有参与者拥有完成发射挑战的独立资源。本文作者最终与鲁迪混在一起。身旁,诺斯罗普·格鲁曼公司的一些人正与Ruckus Composites公司的创始人交流,该公司主要为自行车行业提供碳纤维材料。但是,创始人肖恩·斯莫尔(Shawn Small)是一位太空怪才——就是身上有人造卫星纹身的那个人。

斯莫尔有时也制造火箭,有时也会做望远镜。他把第一只热狗送到了距地22英里外的太空。还通过所谓的“A Pollo 13”任务将一只鸡送入太空。他最后问作者,为什么DARPA需要这种响应式技术。“他们知道什么?”他问。

很可能是关于太空中可能出现哪些问题的事情。军事思想是一件奇怪的事情,总是在思考我们如何受到威胁,或者可能会受到威胁。对于DARPA来说,现在减少风险的方法就是缩小卫星。

当作者准备离开的时候,他问鲁迪做这种房屋工作是否让他感到有些奇怪(鲁迪说他不确定Leo Aerospace是否会参加挑战)。在Leo Aerospace公司的网站上,展示使用小卫星来追踪作物健康,非法捕鱼和港口交通。但是像所有的发射技术一样,rockoons具有双重用途。大多数太空公司,包括从SpaceX和波音公司,都会进行防务或情报工作。

部分出于这个原因,Leo Aerospace公司刚刚通过了国家安全为重点的加速器MD5,从而获得参与国防承包的业务经验。 当你进入国防领域,“你学会了许多意想不到的事情,”鲁迪说,但他学到的东西已经使他相信这个领域正“试图让世界变得更美好,更安全。”

而更受关注的是,美国不会错过任何影子太空竞赛。事实上,DARPA的成立部分是因为苏联发射了世界上第一颗人造卫星。因此,无论该机构如何公开谈论快速发射和小型卫星基础架构,它肯定会期待一些惊喜的到来。

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