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酒馆三结义:Planet的建立

2017-12-07阿什利·万斯,马津京

卫星与网络 2017年10期
关键词:卫星

酒馆三结义:Planet的建立

Planet Labs(该公司已于2016年更名为Planet——译者注,下同)等公司正在将数百颗低成本卫星送入轨道,而我们才刚刚开始意识到这会给地球上的生命带来怎样的改变。

理想的发射场有几个特质:人烟稀少且靠近海域的地皮是很讨喜的,这样就不会有人遭遇碎片雨的“天灾”,而位于赤道地区也是一大利好,因为地球和大多数绕轴旋转的球体一样,中间部分旋转的线速度最快,可以为火箭提供额外的动力。

换句话说,最佳的发射地点应该在人迹罕至的热带地区,这里也是世界上最贫困的地区之一。当然,这会给很多发射带来些许违和感——造价高达数十亿美元的科幻机器从热带雨林简陋的村落旁发射升空。

斯里赫里戈达岛(Sriharikota)的选址就符合上述条件,这是一个位于印度东南海域的岛屿,离南边的钦奈(Chennai)有几小时车程的距离。

在地图上看,这个岛就像一条17英里长的蛇叼着一头5英里肥的山羊。

要前往这个地方,途中需经过一条混乱的公路,你会看到大卡车和头顶水桶的女人们争抢道路的景象。

再往后,迎接你的是一条即使在旱季,两旁也都是沼泽、盐池和泥巴的堤路,而路的尽头就是萨迪什·达万航天中心(Satish Dhawan Space Centre)。

萨迪什·达万航天中心于1971年投入使用,虽然取这个名字是为了纪念一位知名的印度火箭专家,但听上去还是有些时代感,好像一首过时的迪斯科,已不符合新时代的审美。

在门口的检查站,黄色的墙上散布着混凝土斑点,火箭和著名工程师的图片胡乱地挂着。灯泡接在外露的电线上,下面站着几个面容和蔼的赤脚军官,他们会为来访人员登记信息,然后让你到芒果树旁接受安检。身着橄榄绿制服、头戴深蓝色贝雷帽的警官在一旁巡视,而旁边那头慢吞吞走进大门的白色奶牛对他们来说早已司空见惯。

进了检查站,你会进入一个色彩相对柔和的办公生活中心区,周围是一片由灌木丛、桉树和棕榈树组成的树林。远处,发射台就坐落在水边。回头看,入口处的奶牛越来越多,树林里隐约有“猴子”说话的声音。

2017年2月15日早上9点28分,一枚印度制造的火箭发射升空,呼啸着穿过闷热粘稠的空气,而动物们同样在紧张地关注着事态进展。火箭的载荷由104颗卫星组成,这让俄罗斯在2014年创造的一箭37星的世界纪录相形见绌。

本次发射的卫星中最重的一颗仅1500磅(约合681千克),用于绘制印度基础设施的地图,并监测城乡发展进程。与该星一道打包发射的还有十几颗来自大学、初创公司和研究机构的小卫星。帮助这次发射载入史册的是88颗鞋盒大小的“鸽子(Dove)”卫星,它们来自一家旧金山的初创公司——Planet。

过去几年里,Planet公司已经将数批Dove卫星送入轨道,每一颗卫星都携带一个高功率望远镜和一个设定为拍摄特定地表的相机。本次从斯里赫里戈达岛发射的88颗卫星会与先前入轨的61颗卫星共同构成史上最大的在轨卫星舰队。

由61颗Dove卫星回传的图片已经被投入广泛应用:对冲基金公司可以查阅开学季沃尔玛(超市)停车场的流量,农民可以监测庄稼的健康程度并预估最佳的收获时机,社会活动人士可以跟踪亚马逊流域的森林采伐情况以及叙利亚难民营建设情况,间谍可以监视军事设施,警方可以监控走私行为。而一旦149颗卫星全都就位,Planet每天都能够拍下地球的每一寸土地——这一点连美国政府都无法做到。

从六十多年前美苏开始向特定轨道发射火箭以来,太空与人类间的关系就在无形中发生着改变, Planet的星座也是迹象之一。多亏了现代软件、人工智能、电子和材料技术的发展,再加上一代激进的、不墨守成规的企业家,我们才能沉浸在航天初创公司的海洋里。

这些公司想象着未来每天都会有火箭发射,将卫星撒满天空,观察着地球的一举一动——真正在我们的星球上空加装一层计算外壳。

我们也可以把其理解为一个繁忙的新型经济高速网络,虽然它的建造者保证这个网络下的民生情况将会得到改善,但是这些公司口中的“未来”仍然饱受同样多的怀疑和争议——尽管还没有多少人意识到,但“未来”已经出现了。

新太空革命的“卫星潮”诞生在离斯里赫里戈达岛两个大洋外的另一片沼泽地上,也就是旧金山湾区(San Francisco Bay)与山景城(Mountain View,Calif.)的交界之处,N A S A的埃姆斯研究中心(NASAAmes Research Center)就坐落于此。埃姆斯研究中心的建筑风格颇为奇特,还有几个曾经停放过美国大萧条时代(Depression-era)飞艇和巨型旧风洞的机库。

从2006年开始,在前美国空军准将、天体物理学家Pete Worden治下的埃姆斯就以实验范围广而著称。Worden在Black Ops项目上花费数十载精力,并曾负责监督从未获得实施的里根政府“星球大战”导弹防御项目,以及其他旨在将太空军事化的项目。

在埃姆斯,他乐于将很多年轻且富有冒险精神的工程师招致麾下进行特殊项目研究。与此同时,他同硅谷建立了极好的关系,邀请众多初创企业进驻NASA的科研机构,还与谷歌搭建了商业合作的桥梁。他偶尔也会做出一些奇怪的举动,比如穿上长袍拽上同事跑到周围田野里放羊。

Will Marshall和Robbie Schingler是Worden最早挖到的工程师,这一事件在业界引起了不小震动。三人早年间在休斯敦的一次航天大会上结识。当时,为了抵制小布什政府进一步推行太空军事化的方针,Marshall和Schingler在会议期间通过散发传单唤起大众的关注。

位于埃姆斯研究中心的“一号机库”(Hanger One),占地面积32000平方米,原本是美国海军飞艇机库。后因外壳材料老旧而散发有毒物质,故被扒掉“外衣”,只剩下裸露的钢铁骨架(见右下角小图)。

埃姆斯研究中心研制的手机卫星

“我当时正和同事在酒吧里小酌,结果听到一个操着英国口音的男子大声疾呼反对太空武器,”Worden回忆道,“我说‘他们知道Darth Vader(电影《星球大战》系列中的反派角色天行者)在这里坐着吗?”随后,Worden把他俩叫了过去,边喝边辩论,三个人很快就打成一片。

Marshall拥有牛津大学物理学博士学位,并在埃姆斯参与了多个项目的研究,包括低成本的月球着陆器和月球陨坑观测与遥感卫星项目(LCROSS: Lunar Crater Observation and Sensing Satellite),而LCROSS卫星在月球南极地区发现了水。

Schingler专注于科学任务卫星的研制,包括探寻系外行星的任务,此外,Schingler在NASA期间还参与建立相关机制,让公众更容易获得NASA的技术和数据。

2009年前后,埃姆斯的专家们开始探讨智能手机带来的机会。此时,第一代iPhone已经发布了两年,科学家们惊叹于这么小的一台设备竟有如此高的性能,而且集成了复杂的传感器和图像技术。

研究人员脑洞大开——能否研制一种基于智能手机的新式卫星呢?

典型的卫星有大巴车那么大,设计建造周期长达数年,质量可达7000磅(约3.2吨),造价可达3亿美元。

此外,传统卫星还需要特制的电子器件来适应距离地面100英里到22000英里(约为160-35000千米)的飞行任务。

这样的卫星确实是科技的奇迹,但是由于从卫星制造到发射的周期过长,以至于在入轨之后的十年甚至更久的服役期里,卫星都使用着过时的计算机系统。

由于确信传统卫星还有提升的空间, Marshall和一位澳大利亚物理学家Chris Boshuizen站了出来,加上随后加入的Schingler,他们带领埃姆斯的科研团队开始了立方星(Cubesat)的研制工作。

这种立方星能够放进非常小的盒子里,成本低廉且轻便,研制周期短,方便搭载发射以执行独立的或协同的任务。如果宇宙辐射偶尔把某个部件烧坏了,没关系——这种卫星便宜得基本上可以用完即弃。

Boshuizen和Marshall亲手制作了他们的首颗立方星,两人把一部HTC Nexus One智能手机大卸八块,再将天线、一大块电池以及其他电子器件接到手机内部。几个月内,他们就有了一颗能在NASA实验室里正常运行的立方星样星;又过了几个月,这颗样星在高空热气球上成功地向地面传输了数据。

Mashall

Schingler

当时,Marshall和Schingler一起住在临近的库比蒂诺城(Cupertino),他们租的房子叫Rainbow Mansion,有5000平方英尺大(约合460平方米),带7个卧室。

Schingler和他的女朋友重新布置了房间,把工程师和这些理想主义者们安排到这里共同居住。他们常常在后院的池塘边举行沙龙活动,讨论世界范围内的时事进展。

在Marshall和Boshuizen把研制卫星的情况告诉Schingler之后,Rainbow Mansion也成了他们的卫星研发实验室。

三个人常常在工作之余甚至利用周末时间,聚在车库验证自己的设想,终于,他们确信创建一家新公司的时机成熟了。三人决定,新公司的名字叫“Cosmogia Inc.”——“以Cosmos开头,再随意地结个尾”,Marchall回忆道。

这次融资的设想是至少发射一百来颗立方星,形成一个对地球的线型扫描网。每一颗卫星都会被放到一个特别的位置,持续拍摄地面的一片区域。

只要用过Google Earth的人都会理解这个概念。但是,Google的图片常常是几个月甚至几年前的,而Cosmogia的图片库则将保持每日更新,用户可以看到近期的图片信息,并与过去的图片进行对比。

几位创始人把Cosmogia公司要建立的图片库及其蕴含的完全透明视作公共利益,保持每天更新的数据库会向非盈利机构和环保主义者免费开放,这也使得诸如乱砍滥伐或海平面上升等现象得到严格监管。当然了,Cosmogia公司也可以通过向对冲基金、农民和国家安全机构出售图片来获取巨额利润。

卖点有了,卫星样机也有了,再加上埃姆斯中心主任Worden的祝福,Boshuizen,Marshall和Schingler在2010年末离开了埃姆斯。他们把办公室从Rainbow Mansion搬到了旧金山的一个老旧街区,也就是在那里,他们创建了Planet Labs公司。

Marshall 和Schingler在旧金山的办公室

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