國(guó)際瞭望|可重新編程衛星時(shí)代已經(jīng)到來

時(shí)間：2019年4月15日

       新一代的衛星即將(jiāng)運送到發(fā)射台，它們預示著(zhe)衛星運行的結構性轉變。

       以前，衛星是爲單個任務量身定制的，并且在發(fā)射時(shí)有效地鎖定了它們的角色，一些制造商正在努力實現這(zhè)一設想，即一種(zhǒng)具有可重新編程功能(néng)的衛星，一艘可以啓用新應用程序的航天器，以擴大其性能(néng)範圍。

　　洛克希德·馬丁航天公司的任務解決方案副總裁兼總經(jīng)理瑪麗亞·德馬雷說，如今最好(hǎo)的衛星具有耐用、高性能(néng)等特點，但一旦發(fā)射，它們就(jiù)不會(huì)有所發(fā)展。新興的軟件定義衛星，或智能(néng)衛星，將(jiāng)實現在軌可編程，使得衛星將(jiāng)能(néng)夠加以調整，适應新的應用。

　　這(zhè)種(zhǒng)靈活性給新興智能(néng)衛星方法帶來了光明前景。

　　軟件可能(néng)會(huì)影響洛克希德·馬丁公司的衛星譜系，由上圖所見的A2100升級至旗艦産品LM2100。照片由洛克希德·馬丁公司提供

　　比以往任何時(shí)候更智能(néng)

　　多年來，洛克希德·馬丁公司實施了一項自籌資金的研究工作，以開(kāi)發(fā)其即將(jiāng)推出的智能(néng)衛星（Smart Sat）的功能(néng)。該公司官員說，這(zhè)項新技術將(jiāng)與該公司所有的衛星總線和地面(miàn)系統相連接，并且將(jiāng)是可編程的。

　　洛克希德·馬丁公司系統、軟件、網絡和運營副總裁索尼娅•法爾斯介紹說，它可以随時(shí)随地進(jìn)行調整，這(zhè)樣(yàng)就(jiù)可以随著(zhe)客戶需求的發(fā)展而不斷發(fā)展技術和任務。公司將(jiāng)機載人工智能(néng)和機器學(xué)習結合起(qǐ)來，使衛星比以往任何時(shí)候都(dōu)更智能(néng)。

　　波音公司表示，將(jiāng)爲其SES（提供視頻和數據鏈接的衛星運營商）設計和建造7顆超級動力中軌道(dào)衛星。波音公司的文件顯示，O3b增強型衛星將(jiāng)搭載數字有效載荷技術，使其具有更大的靈活性。SES不僅將(jiāng)電源描述爲衛星系統，還(hái)將(jiāng)其描述爲“端到端管理的數據服務生态系統”。

　　而歐特賽公司（Eurtelsay）對(duì)其量子衛星也有類似的說法。該公司指出，在衛星的整個生命周期内，覆蓋範圍、功率、頻率和帶寬等特性中的每一個都(dōu)可以在軌道(dào)上重新配置。

　　洛克希德·馬丁公司的官員說，他們計劃在今年晚些時(shí)候爲未指明的商業和軍事(shì)客戶進(jìn)行多次發(fā)射。現在，在衛星上帶有生産級别的代碼。

　　由于地面(miàn)控制人員將(jiāng)能(néng)夠更新智能(néng)衛星的安全系統，以應對(duì)新出現的威脅，終端用戶應該看到更強大的網絡防禦态勢。

　　O3b mPOWER衛星將(jiāng)使用702衛星飛行驗證平台上的電子設備進(jìn)行建造。照片由波音公司提供

　　調整衛星性能(néng)參數的能(néng)力使得有效地處理大數據處理負載變得更容易。比如說，工程師們開(kāi)發(fā)了一個應用程序，可以在衛星上處理以前必須發(fā)送給地面(miàn)分析師的數據。這(zhè)樣(yàng)，終端用戶隻發(fā)送那些需要專業分析師處理的數據，大幅減少帶寬需求。

　　提高重複使用效率

　　有了軟件作爲衛星運行的基礎，就(jiù)有可能(néng)更有效地利用空間硬件。比如說，假設有一顆通訊衛星覆蓋西歐，但發(fā)射幾年後(hòu)，東歐的需求大幅增長(cháng)。與其部署另一顆衛星來縮小差距，還(hái)不如重新配置現有資産以滿足已更改的任務需求。

　　或者，假設一顆氣象衛星停止工作。有了智能(néng)衛星定位系統，終端用戶可以通過(guò)對(duì)其他衛星重新編程來獲取所需的數據流。現在已經(jīng)有可能(néng)從多個來源獲取這(zhè)樣(yàng)的數據，但是今天，我們必須把這(zhè)些數據拼接在一起(qǐ)。智能(néng)衛星或許可以讓用戶重定向(xiàng)其他資産，以覆蓋天氣任務，而不是走昂貴而耗時(shí)的路線。

　　當然，這(zhè)種(zhǒng)方法有其局限性。軟件可能(néng)使衛星能(néng)夠更新或更好(hǎo)地利用其現有的硬件，但衛星仍將(jiāng)受到其攜帶的傳感器的限制。

　　我們不會(huì)把成(chéng)像衛星變成(chéng)其他類型的衛星。它將(jiāng)繼續擁有它擁有的有效載荷，但你可以優化它。現有的傳感器可以變得更有效，或者重新調整用途，以替代原先設想的用途。

　　許多技術趨勢彙集在一起(qǐ)，包括管理程序的出現和多核處理的興起(qǐ)，使智能(néng)衛星成(chéng)爲可能(néng)。洛克希德·馬丁公司通過(guò)一種(zhǒng)開(kāi)放的标準方法來利用這(zhè)些方法，以便使軟件驅動的方法可以應用于一系列硬件平台和地面(miàn)控制能(néng)力。

　　最終的結果應該是衛星結構更靈活、更容易适應不斷變化的任務。

　　今天的飛行軟件和有效載荷軟件的編碼方式，是面(miàn)向(xiàng)非常具體的任務。當我們上傳的時(shí)候，隻是爲了解決一個問題，相比之下，使用智能(néng)衛星，我們可以不斷更新衛星的能(néng)力，而不僅僅是修複。