【世说热点】从SpaceX看商业航天卫星的新时代

日前，号称“有史以来最大运载火箭”的SpaceX最新一代运载火箭系统“星舰”(Starship)在执行首次轨道级测试飞行任务发射三分钟后，其“超重型推进器”部分未能成功分离，在高空发生了爆炸。虽然此次发射失败，但SpaceX仍未放弃探索宇宙和多行星化的梦想，其CEO马斯克也第一时间发推文回应祝贺SpaceX团队对星舰进行了激动人心的测试发射，为几个月后的下一次测试发射学到了很多东西。

商业航天卫星市场（主要为低成本近地轨道卫星）快速扩张，现已成为市场发展的驱动力，与之形成对比的是限制多、成本高、海拔高的地球同步轨道(GEO)卫星。随着这些市场变化的出现，主要的问题之一是需要多少辐射加固。如今，大批量商业航天市场不能承担成本较高、要求严格、耐辐射，并且符合航天标准的“传统”芯片、元件和设备，并且通常也不需要。

太空辐射

卫星和航天器电子系统的主要威胁是辐射。辐射产生的影响包括临时故障、长期退化、灾难性故障等。适用的防御措施是使用经过辐射加固和测试的电子设备，它们经过专门的辐射性能和生存能力测试。

推动商业航天卫星产业发展的因素：

• 更低的发射成本

• 体积更小、重量更轻、价格更加低廉的航天器

• 对现代IC技术和新功能的需求

• 对近地轨道任务和更大卫星群的重视

• 需要缩短产品上市时间

巨型卫星群

小型卫星和巨型卫星群的应用正在普及开来，预计每年会发射1000多颗近地卫星。由于超大型卫星群中拥有如此多的卫星，商业企业不可能同时让多颗卫星维持运行，并为每套传统器件支付数千美元的费用。对于在商业太空卫星行业开展业务的新太空企业，需要一个切实可行、经济实惠，并且适合用来平衡任务和风险的解决方案。

巨星卫星群业务

新太空是一个新兴的全球性私营航天器产业，致力于寻求体积较小、功能较强、具有成本效益的抗辐射技术，以满足低辐射或相对良性辐射环境和短时任务的需要。

目标：

• 降低准入门槛

• 提供体积更小、价格更低、重量为500公斤以下的卫星来执行单一任务

• 近地轨道高度仅为地球同步轨道的3%，且处于较低的辐射环境中

• 需要更复杂的通信网络

  
  

弥合差距的商业解决方案

今天的小型卫星需要创新的设计解决方案，减小尺寸、重量、功率和成本，这是传统器件所不具备的。在太空应用中使用价格较低的商用现成(COTS)器件有许多益处，可享受先进的技术、更高的集成度、更高的性能和更好的SWaP。不过，仅使用COTS器件可能无法满足许多新航天事业的保护、测试和可靠性需求。

如今，ADI公司的商业航天产品弥合了低端COTS器件与传统全航天级气密QML V产品之间的差距。商业航天产品实现了可靠性与低成本之间的平衡，以达到可接受的风险水平。其他功能包括晶圆批次统一性和可追溯性、辐射监测器和强化测试，以及COTS商用级产品不支持的功能。

产品等级评估表

ADI公司建立了两个新的产品等级组合，以满足新兴商业航天卫星行业的广泛需求。该行业主要研究在低辐射环境中运行的近地卫星和巨型卫星群，以及传统地球同步轨道卫星不断变化的成本压力。

商用航天低轨道卫星是为了满足成本限制或高容量的需求，它提供了适合在低辐射环境中绕轨道运行的近地轨道卫星群的基本测试和筛选服务。

专为需要高可靠性、比传统产品成本更低、功能更先进的客户而设计。商用航天高轨道卫星具备较高水平的筛选和辐射鉴定能力，并提供了严格的测试。可在没有气密包装的情况下使用（相当于使用SAE AS6294作为指南的QML V）。CSH包含CSL所能提供的一切功能，另外还可提供高可靠性的筛选和质量合格检验服务。