经济学人科技||“轨道”经济正在成形
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导读
感谢思维导图作者
Summer（琚儿），女，QE在职，梦想能仗翻译/音乐 /健康走天涯
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Orbital ecosystem
轨道生态系统
英文部分选自经济学人0615期science and technology版块
Space business
太空业务
Orbital ecosystem
轨道生态系统
An in-orbit economy is taking shape
“轨道”经济正在成形
1999年5月，柏林科技大学的研究员们发射了一颗非常规卫星。那时候，轨道上大多数的卫星设备都重达数千千克，TUBSAT卫星却玲珑小巧，只有45千克。它是个边长32厘米的正方形盒子，里面装有三个摄像机，其目的是为了测试如此小巧的航天飞行器是否能够捕捉到有价值的地球图像。研究人员表示这种相对小型的卫星优势在于质轻，并且因此成本低廉。他们声称TUBAST将会开辟地球观测的新市场。
这一预测直到十五年后才得以证实。在2014年之前的十年里，每年只有几颗该类“小型卫星”（有时被称为“纳米卫星”或者“立方卫星”）被送上天，直到2014年发射数量开始井喷。那一年，一个由前NASA工程师创立的加利福尼亚公司Planet Labs，发射了33颗轻至几千克的小型卫星。这些卫星是“TUBSAT”号的精神继承者，为收集地球表面的图像而设计。该公司向客户出售其约150颗在轨卫星所拍摄的影像。
Planet Labs是行业先锋。如今制造和发射卫星的成本大幅下降，使得一批新兴的航天产业开始涌现。在过去的一年里，发射入轨的小型卫星能够通过雷达透视云层和黑暗。其中一些小型卫星被用来监视非法船运活动，但更多的则是服务或环绕于其他在轨卫星。或许其中最特立独行的商业试水是一颗救援卫星，被设计用来在意外情况下拖拽其他卫星到安全位置，避免和相邻的卫星发生灾难性碰撞。
近日，太空探索技术公司（SpaceX）和全球卫星电信网络公司（OneWeb）提出的近地轨道互联网星链计划吸引了绝大多数的目光。他们的发射计划已经酝酿许久，投入其中的数十亿美元正在惠及整个卫星市场。
小型卫星的许多功能其实都已存在，但大部分都应用在了政府项目或者秘密情报工作上。出于对雷达卫星强大监控性能的担忧，美国长期以来一直试图抑制其商业化发展。军事雷达卫星通过向地球表面发射无线电波，接受反弹回的电波信号来绘制地面详图，据说只依靠测量敌方潜艇在洋面上留下的微小尾迹波动，就能侦测出它的位置。
Payam Banazadeh是成立于2016年的洛杉矶初创企业Capella航天的老板，他宣称他的企业将会利用小型卫星来完成上述的“魔法”。Capella航天的卫星将摒弃可见光，转而用无线电波来绘制地面图像。Banazadeh先生举例道，他的小卫星们可以用来探测储油罐的储油量，由于这些储油罐通常会开口以防止着火，因此仅仅需要向其表面发生一道雷达探测波就可以探明其储量。第一颗应用卫星预计将于今年发射，打响其36颗卫星发射计划的第一炮。它的竞争对手—芬兰公司ICEYE已经有卫星在轨开始采集数据了。
Capella的背后依靠着的是一大批新涌现的太空行业供应商。成立于2008年的Blue Canyon科技公司，将向Capel提供送卫星到地球指定位置上空的推进器。一家成立于2014年，名叫Phase Four的公司负责供应Capella的卫星调整高度所依赖的离子引擎，这将有助于其捕捉到更加丰富的图像。
另外一家新公司“鹰眼360”则另辟蹊径。该公司没有采用无线电脉冲扫射地面，而是接收地面活动发出的无线电信号。这一轨道信号采集领域之前也是由政府部门主宰。然而小型通讯卫星的发展今非昔比，鹰眼公司已经能够部署由三个射频检测卫星组成的卫星簇来捕捉地面的微弱信号。该公司声称它的主营业务是海洋监测，寻找那些反常的无线电信号，例如一艘渔船在海洋保护区附近关闭了船舶自动识别系统（AIS）。虽然该公司表示其检测的目的是为了抑制非法捕鱼和保护港口安全，但也不难看出，该种小型监测卫星也可以用于打击海上非法移民活动。鹰眼公司的第一个卫星簇已于2018年12月投入轨道。
The data deluge
数据洪流
所有的这些新式卫星图像采集都会产生海量的数据，每天可以高达数万亿字节（TB），如何将其自身产出的海量数据传到地面进行处理成为了卫星给自己制造的难题。部分公司通过在太空中处理部分数据的方法降低传输回地球的数据量。Bridgesat公司总裁巴里·松森有丰富的航天工业从业经历，他的公司开发出了一种微型的高能激光发射器，安装在航天器上后，它能以极高的带宽将数据输送回地面基站。Bridgesat公司在加利福尼亚州建设并运行了第一座地面基站，意大利和瑞典的基站也已经破土动工，最终的目标是在全世界建立十座基站。Bridgesat公司最早的一批顾客就包括 ICEYE 。
亚马逊公司是Bridgesat公司的竞争对手之一，他们最近宣布了名为AWS地面站的自营基干数据服务，业务囊括轨道外数据输出和数据中心输入。亚马逊采用无线电取代激光来传递轨道数据，Capella是亚马逊数据服务的早期用户之一。和运营云计算业务一样，亚马逊对AWS地面基站的运营设想也是先投入大量资金建好基础设施，然后再根据初创企业使用的份额收取费用。这使得初创企业们开展太空业务变得更加容易和经济。
因为卫星发射公司需要一次性准确地把所有卫星发射到它们预定的轨道上，所以如何处理大量的卫星发射订单变得很棘手。 目前，卫星发射成功与否只有一次机会。但一家意大利公司D-Orbit，研发了一种运载卫星，可以把已经发射了的小型卫星推动到正确的位置上。
或许太空商业面临的最具未来性的新问题的是卫星残骸。人们担心，随着轨道上出现越来越多的由不同公司运营的卫星，其中某个失去控制的几率会大大增加。 一旦失控发生碰撞，就会产生一大波残骸，其他卫星被产生的更多残骸所毁灭的可能也因此大增，甚至有可能一次性瘫痪掉整个低轨道商业卫星生态链。日本的一家公司Astroscale正在建造一个可以解决这一问题的航天器原型。这个航天器可以在卫星发生故障时立刻把出事卫星拉入大气层，使其在大气层中燃烧殆尽，从而避免其与其他航天器发生碰撞。 这一“营救”航天器可以用计算机视觉来锁定失去控制的卫星，并匹配它的速度，之后靠磁力抓住它。 这家公司在过去的几年中获得了一亿三千二百万美元的融资，并计划在来年展示这一技术。
地球的轨道从未像现在这般热闹。企业们竞相涌入太空，因为太空提供一个不同寻常的有利视野，可以帮助他们收集到之前负担不起的新信息。 TUBSAT曾许诺的“新市场”终于打开了一片天。
翻译组：
Frank，男，小硕，经济学人的死侍
Yifei：女，英专硕士，专八，catti二笔
Nikolai，子承父业，蛋糕厂员工，AKB49
Angela，女，人大附中高材生，托福110，爱哲学爱猫爱旅行
校核组：
Zoey，女，材料专业在读博士生，英语语言爱好者
Alex,男，工科研究生，文学与科学爱好者，经济学人忠实读者
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观点|评论|思考
本次观点由Piggy独立完成
piggy，爱吃鱼，爱跳舞，爱睡回笼觉的小能猫，NUS食品系
人类对于宇宙的憧憬与向往，恐怕自抬头凝望星空那刻便开始了。
自20世纪50年代以来，人类便展开了对地球之外空间的探索，数以千计的人造卫星不断进入太空轨道，静谧的宇宙逐渐热闹起来。近十几年里，小卫星以其轻巧、低廉及研发快速等一系列优点，迅速吸引了大量高校、科研机构及商业公司的关注，迎来了“小卫星的革命期”。仅2017年一年，便有约400颗小卫星被投入轨道，占1957-2017全部升空卫星总数的10%。
若说传统大卫星似巨兽，那么鞋盒大小的小卫星们看起来可能更像个玩具。但小玩具们干起活来一点儿不含糊，它们盘旋在宇宙、时刻观测着地球，移动通信、环境监测、灾难防控、科学研究等各个领域，都有这些小家伙们活跃的身影。天仪研究院的CEO杨峰曾提出：在未来，天空将被强大的卫星群所覆盖，人类将进入由卫星连接一切的“天联网”时代。比如，我们能实现全球无死角不断网的通信网络（妈妈再也不用担心我没WIFI了），基于遥感卫星的准确地球大数据（MH370再也不会找不到），以及厘米级高精度导航（自动驾驶拯救路痴）。
听起来很酷对不对。
带着对未来美好的憧憬（与对无限商机的追求），各商业航天企业纷纷加入这场“太空竞赛“中。在未来5到10年内，一网公司（OneWeb）将会送600多颗卫星入太空，美国太空探索技术公司（SpaceX）则提出总数为4425颗卫星的星座计划，而Google、Facebook等互联网巨头也在卫星通信领域摩拳擦掌。但在各航天企业极尽绚烂语言描绘着人类美好未来时，却鲜有人提到：“窜天猴们上天了，然后呢？”
让我们看一眼地球之外的世界。这些像绿头苍蝇一样嗡嗡包围着地球的小黄点，是NASA最近观测到的太空垃圾，专业一点的描述叫做空间碎片（space debris）。
Image credit：
NASA (https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/orbital_debris.jpg）
空间碎片咋来的，人类自己造的呗。比如说（前苏联）宇航员随手丢的生活垃圾，迷糊鬼工作时不小心掉落的手套工具包，当然最主要的，是那些已报废的僵尸卫星、用后的火箭残骸、和航天器剥落的材料。据NASA统计，现有超过4500吨太空垃圾包围着地球，直径超10厘米的碎片1万3千多个，1-10厘米碎片10万片以上，而1厘米以下的微小碎片则数以千万计。
你可能会觉得，垃圾丢在宇宙里嘛，又不会臭烂，漂浮在上空，也碍不着咱啥事儿。
但实际上，它们可不像楼下大妈随手扔的垃圾那么温和。这些空间碎片在宇宙中均以超过每秒3公里的超高速移动，也不是特别快吧，大概就是子弹速度的10倍以上。一块10厘米的太空碎片就足以完全摧毁航天器，而毫米级大小的碎片撞击就可能使卫星失灵。 奥斯卡获奖影片《地心引力》（Gravity）便描述了因一块太空碎片的袭击而导致的（飞）船毁人亡的灾难性后果。
这些在太空轨道上的碎片杀手是新太空任务的主要风险（需找到一条无碎片障碍物的卫星发射通道），也对正在轨道上运行的卫星们产生了极大的安全威胁。对于太空垃圾的清理，目前并无成熟法律条规来约束。与此同时，虽然科学家们已在测试网兜垃圾、叉戳垃圾、激光轰垃圾等一系列太空清理方案，但目前为止，也没找到可行的应用技术来解决这一难题。目前卫星对于的碎片应对方案，是抗揍（表面结构加固）和逃跑（碎片预警载荷），以及，祈祷。
可以想象，在这场全球性疯狂的“太空竞赛”中，宇宙轨道上将迅速布满层层叠叠的卫星及碎片。而当其密度达到一定程度时，任何一次意外的撞击，都有可能引发一连串灾难性的连锁反应。地球也许会被封印在自己人类自己建造的垃圾墙之内，移民火星的梦想恐怕又要远了一些。
遥想当年，阿姆斯特朗在月球迈出了人类的一大步，给了无数“航天人”梦想与勇气。但愿它不是人类往宇宙丢垃圾的一大步，亦愿在数百年后，当人们抬头仰望夜空时，仍能看到静谧璀璨的群星，而不是一场绚烂的垃圾雨。
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愿景
小组