国际瞭望|可重新编程卫星时代已经到来

时间：2019年4月15日

       新一代的卫星即将运送到发射台，它们预示着卫星运行的结构性转变。

       以前，卫星是为单个任务量身定制的，并且在发射时有效地锁定了它们的角色，一些制造商正在努力实现这一设想，即一种具有可重新编程功能的卫星，一艘可以启用新应用程序的航天器，以扩大其性能范围。

　　洛克希德·马丁航天公司的任务解决方案副总裁兼总经理玛丽亚·德马雷说，如今最好的卫星具有耐用、高性能等特点，但一旦发射，它们就不会有所发展。新兴的软件定义卫星，或智能卫星，将实现在轨可编程，使得卫星将能够加以调整，适应新的应用。

　　这种灵活性给新兴智能卫星方法带来了光明前景。

　　软件可能会影响洛克希德·马丁公司的卫星谱系，由上图所见的A2100升级至旗舰产品LM2100。照片由洛克希德·马丁公司提供

　　比以往任何时候更智能

　　多年来，洛克希德·马丁公司实施了一项自筹资金的研究工作，以开发其即将推出的智能卫星（Smart Sat）的功能。该公司官员说，这项新技术将与该公司所有的卫星总线和地面系统相连接，并且将是可编程的。

　　洛克希德·马丁公司系统、软件、网络和运营副总裁索尼娅•法尔斯介绍说，它可以随时随地进行调整，这样就可以随着客户需求的发展而不断发展技术和任务。公司将机载人工智能和机器学习结合起来，使卫星比以往任何时候都更智能。

　　波音公司表示，将为其SES（提供视频和数据链接的卫星运营商）设计和建造7颗超级动力中轨道卫星。波音公司的文件显示，O3b增强型卫星将搭载数字有效载荷技术，使其具有更大的灵活性。SES不仅将电源描述为卫星系统，还将其描述为“端到端管理的数据服务生态系统”。

　　而欧特赛公司（Eurtelsay）对其量子卫星也有类似的说法。该公司指出，在卫星的整个生命周期内，覆盖范围、功率、频率和带宽等特性中的每一个都可以在轨道上重新配置。

　　洛克希德·马丁公司的官员说，他们计划在今年晚些时候为未指明的商业和军事客户进行多次发射。现在，在卫星上带有生产级别的代码。

　　由于地面控制人员将能够更新智能卫星的安全系统，以应对新出现的威胁，终端用户应该看到更强大的网络防御态势。

　　O3b mPOWER卫星将使用702卫星飞行验证平台上的电子设备进行建造。照片由波音公司提供

　　调整卫星性能参数的能力使得有效地处理大数据处理负载变得更容易。比如说，工程师们开发了一个应用程序，可以在卫星上处理以前必须发送给地面分析师的数据。这样，终端用户只发送那些需要专业分析师处理的数据，大幅减少带宽需求。

　　提高重复使用效率

　　有了软件作为卫星运行的基础，就有可能更有效地利用空间硬件。比如说，假设有一颗通讯卫星覆盖西欧，但发射几年后，东欧的需求大幅增长。与其部署另一颗卫星来缩小差距，还不如重新配置现有资产以满足已更改的任务需求。

　　或者，假设一颗气象卫星停止工作。有了智能卫星定位系统，终端用户可以通过对其他卫星重新编程来获取所需的数据流。现在已经有可能从多个来源获取这样的数据，但是今天，我们必须把这些数据拼接在一起。智能卫星或许可以让用户重定向其他资产，以覆盖天气任务，而不是走昂贵而耗时的路线。

　　当然，这种方法有其局限性。软件可能使卫星能够更新或更好地利用其现有的硬件，但卫星仍将受到其携带的传感器的限制。

　　我们不会把成像卫星变成其他类型的卫星。它将继续拥有它拥有的有效载荷，但你可以优化它。现有的传感器可以变得更有效，或者重新调整用途，以替代原先设想的用途。

　　许多技术趋势汇集在一起，包括管理程序的出现和多核处理的兴起，使智能卫星成为可能。洛克希德·马丁公司通过一种开放的标准方法来利用这些方法，以便使软件驱动的方法可以应用于一系列硬件平台和地面控制能力。

　　最终的结果应该是卫星结构更灵活、更容易适应不断变化的任务。

　　今天的飞行软件和有效载荷软件的编码方式，是面向非常具体的任务。当我们上传的时候，只是为了解决一个问题，相比之下，使用智能卫星，我们可以不断更新卫星的能力，而不仅仅是修复。