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商业空间传感器走向高科技 发布日期 :2024-04-07  

 作者 GABRIEL POPKIN

 翻译 田晓阳(原载:Nature,Vol545,397-398,2017年5月25日)

  企业希望开发复杂的科学仪器来与政府产品竞争。

  还从来没有过这么多的私有之眼在端详地球。过去十年中,出现了十几家公司发射地球观测卫星。在此之前很少试图与复杂的政府造设备进行竞争的情景,正在发生着变化。

  私营企业(链接-1,编译者加)已经开始研发卫星雷达系统和其他先进技术,来吸引科学家和其他用户,恰时美国政府正在威胁要削减系列卫星。例如今年晚些时候,芬兰公司Iceye计划推出一个雷达原型设备——该公司称这是实现一组20个探测器群的第一步。此前,商业企业一直避开了雷达卫星,因其需要重型设备而且消耗大量电力。

  对于一些科学家来说,越来越多样的商业数据让以前不可能的研究项目成为可能。但另一些人则担心,科学界越来越依赖私人卫星观测在长期可能会有所失,数据变得更加昂贵,或造成其他障碍。“如果走商业方式,你将缩小用户群,你将缩减从中获得的知识量。”马里兰大学帕克分校地理学家马修·汉森表示。他本人会使用一些私有资料。

  遥感公司通常将其数据出售给政府以及私人天气预报员和农业公司等企业。他们倾向于专注在几个波段收集数据,以提供比政府航天器更清晰和高频的图像。但是,组件成本下降、CubeSats等小型卫星的发展以及改进的工程和制造流程等各种趋势,都让企业能追求更复杂的技术。

  几家公司正在试图开发配备雷达的卫星,这样就可以在夜间和透过云层收集数据,这时借助可见光探测的仪器能力减弱。Iceye公司计划中的探测器群应能每天多次对给定的位置进行成像,而现有的雷达卫星,如欧洲航天局的哨兵-1,只能每隔几天返回给定的地点。其他在开发雷达项目的公司包括弗吉尼亚州阿灵顿的XpressSAR和加拿大温哥华的Urthecast。

  一些公司开始探索高光谱成像技术,其波长范围广,能检测特定化学物质。2016年,布宜诺斯艾利斯的Satellogic发射了两台35公斤的卫星,配备了定制的相机和滤光镜。上个月,该公司成为高光谱数据的第一家商业供应商。Satellogic的目标是运行约300颗卫星,联合起来能够对地球上的任何位置进行成像。

  而这些已经在吸引科学家。该公司在1月宣布,将允许研究人员免费获得其30米分辨率的高光谱数据。这些数据跨越可见和近红外波长,可以帮助跟踪水污染和漏油,并监测森林和作物的健康状况。Satellogic首席执行官EmilianoKargieman表示:“世界各地的科学家都在联系我们。”

  但大多数商业数据还是必须购买,有些科学家认为费用会限制其实效性。汉森认为,除非公司承诺向所有需要此类信息的人提供数据存档,否则他们将逼走许多缺资金的初级研究人员和发展中国家的人员。另外即使考虑技术进步,商业数据对于许多类型的研究来说还不够好。没有商业卫星能比得上美国政府Landsat探测器收集的数据的一致性和稳定性,这些探测器自1972年以来一直观测着地球。

  马里兰大学巴尔的摩分校的大气科学家洛林·雷默认为,政府资助的任务在协助科学家推进不一定有即时应用的基础研究前沿领域方面也是不可匹敌的。雷默是NASA计划中PACE卫星的项目副科学家,并表示她没听说商业卫星上任何仪器的高光谱数据可以与NASA任务抗衡。PACE的海洋彩色成像仪将使研究人员能够辨别空气中特定类型的气溶胶粒子,以及海洋中的浮游生物类型。

  奥斯陆大学地球科学家Andreas Kääb补充说,政府通常提供用于创建图像的原始数据,而不仅仅是图像本身——Kääb用卫星资料研究冰川运动。如果是商业提供商,“一旦你去讨要原始数据,很快就会遇到问题”,他表示。

  但如果政府对地球监测的支持减退,商业数据可能会变得更加诱人。在美国,唐纳德·特朗普总统提出要砍掉2018年的三个NASA任务,PACE也在内,并缩减了另一个任务。

  “我们正在面临美国地球科学资助不可预知的未来。”Kargieman说,“如果私营部门有能力介入并提供让科学家能继续进行研究的数据,我想我们应该这样做。”

  

  链接-1文章中提及部分公司介绍

  本文出现一些企业名字,这些企业在地球观测方面的的主要着力点介绍如下。

  总部设在芬兰的卫星创业公司,目前在地球观测领域,正在设计雷达微卫星星座(a constellation of radar microsatellites),预计建成后的产品,和大型卫星相比将成本减少100倍以上。最近公司投入280万美元开始序列A星的设计和制造,有望在2017年末升空。系统2018年初步建成后,可实现24小时响应,产品分辨率10m,2019年星座形成后,分辨率可提高到3m。

  该公司的口号是“我们把像素从空间移动到屏幕”。该公司的总部位于加拿大渥太华,由俄罗斯、加拿大和英国合作组建。该公司2013年向国际空间站提供了中清和高清两个摄像机,并最先发布公众可下载的业务软件,可获取国际空间站上高分辨率相机图像。2019-2020年,公司计划组建至少包括8个光学、8个SAR,共16颗位于两个轨道平面上的卫星星座OptiSARTM,目标是提供0.5m精度的静止和动态光学影像,以及高清L波段和X波段地球观测产品。

  该公司始创于阿根廷,目前在旧金山、布宜诺斯艾利斯等多处设有分公司。公司信仰“让实时的地理分析成为可能”的理念,从2013年4月发射CubeBug-1开始,提供多方位的信息服务。公司特别在超谱探测方面,是目前全球唯一提供商。2015年公司还在乌拉圭建立卫星生产基地,年研发卫星50颗左右。

Iceye的合作创办人Pekka Laurila(CFO,左)和Rafal Modrzewski(CEO,右)