2020国外航天：逆风中的挣扎与翱翔

2021-01-19迟惑

太空探索 2021年1期

文/ 迟惑

2020年是人类在和平时期遭遇灾祸最严重的年份之一，新冠肺炎疫情不但夺去了超过百万人的生命，也造成了整个世界在政治、经济上的严重割裂。世界航天顶住了疫情的打击，虽然遭受了一些损失，但还是取得了重要的成就。因中国航天已另有文章叙述，本文仅盘点2020年国外航天的发展情况。

深空探索异彩纷呈

2020年度的星际探索活动有不少亮点：欧空局的太阳轨道器发射升空；阿联酋和美国的火星探测器同时抢抓发射窗口，竞相奔向火星；日本的隼鸟二号小行星探测器完成了长达6年的漫长旅途，终于带着“龙宫”小行星的样本回到了地球；美国的奥西里斯-雷克斯探测器虽然遭遇了采样事故，但是毕竟成功抵达了“贝努”，而且采集了超过人们预期的样品，也应当被认为是一次成功。

▲ 太阳轨道器是在英国设计制造的

▲ 太阳轨道器运行示意图

太阳轨道探测器

2020年2月10日，欧空局从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射了全新的太阳轨道探测器，开始了飞向太阳的科学考察和冒险之旅。

太阳轨道器的主要任务是探索太阳以及太阳领域，为人们解读关于这两个领域的很多基础问题，是太阳探测领域的一个重大进步。探测器将部署在环绕太阳飞行的轨道上，距离太阳最近的时候只有0.228个天文单位。这是人类有史以来第一次把探测器送到离太阳如此之近的地方来实施现场观测，并且拍摄高分辨率图像。另外，太阳轨道器还将第一次离开黄道面，实现相对于太阳赤道超过30度的轨道倾角，在这个轨道上拍摄太阳图像，以及对太阳极区进行光谱学观测。

2021年11月前，太阳轨道探测器要实施两次金星引力牵引变轨和一次地球引力牵引变轨，进入太阳系的最内层，打开所有科学仪器实施观测。

第一次通过近日点将发生在2022年3月，距离太阳0.33个天文单位。太阳轨道器最终环绕太阳飞行的轨道周期是180天，也就是说大约每6个月就要抵达一次近日点。探测器轨道的选择与金星轨道是“共振”的。金星的公转周期是224天，也就是说探测器每运行6圈左右，就能够和金星交会一次。一开始，太阳轨道器的轨道倾角和金星差不多。但是每交会一次就能利用金星的引力来把轨道倾角提高一点。这就意味着，它每转一圈就能从一个不同的角度来观测太阳。太阳轨道器的工作寿命为4年，在任务末期，它相对于太阳的轨道倾角会达到17度。如果4年任务之后，太阳轨道器没有被晒坏，还能继续工作，那么就可以继续提升轨道倾角，最终达到33度。

火星探测竞赛

▲ 即将出厂的希望号

▲ 测试中的希望号探测器

2020年的火星探测竞赛，可能是美苏月球竞赛之后人类最壮观的一次星际探测竞赛。我们先来看一下时间线：

7月19日，阿联酋出资、美国研制的希望号火星探测器由日本H-2火箭发射升空。这是今年火星竞赛中第一个起跑的。不过它的任务也最简单，用于实施环绕火星的飞行和观测。8月17日，“希望号”完成了第一次轨道修正，向火星奔去。不过此后，阿联酋航天局没有再公布新的动态，这意味着“希望号”要在现有轨道上飞行很长时间。

7月30日，在中国的“天问一号”启程一周之后，美国宇航局的“火星2020”由宇宙神-5火箭发射升空。“火星2020”的任务非常专一，就是把一个人类迄今为止功能最强的漫游车“毅力号”送上火星，大量采集火星岩土样本，等待后续探测器前来取走。不得不说，在信息公开这件事上，任何航天局都没有美国宇航局做得更好。美国宇航局不但持续更新“火星2020”的信息页面，一件件介绍有关的任务和携带的设备，甚至还提供了一个实时动态、无级缩放的交互式视频页面，让访问者按喜好拖动，用上帝视角任意观察“火星2020”和太阳系各种天体的实时相对位置。到截稿时，“火星2020”基本处在太阳和火星的连线上。火星公转的速度更快一些，这样，到2021年2月，火星就会追上并且捕获“火星2020”，为“毅力号”着陆创造条件。

▲ 火星2020的星际飞行器

小行星探测一“去”一“回”

2020年的小行星探测活动有两个亮点。首先是美国宇航局的奥西里斯-雷克斯探测器成功抵达“贝努”小行星，实施了采样活动，此为一“去”。而日本的“隼鸟2号”小行星探测器带着从“龙宫”小行星采集的样本回到地球，实现了日本、也是人类第二次小行星实地采样，此为一“回”。

“隼鸟2号”是航天界一直在关心的型号。因为它飞行时间长、工作模式复杂，所以一直受到国际宇航界的高度关注。

12月5日，直径40厘米、重16千克的“隼鸟2号”返回舱携带着来自“龙宫”小行星的样本，降落在南澳大利亚的伍默拉自然保护区。

▲ “天车”和“毅力号”联合测试

▲ “毅力号”钻探大块岩石的想像图

▲ “龙宫”小行星外观

作为“隼鸟2号”的主人，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）进行了密切跟踪，第二天下午就找到了返回舱。

这次回收成功也意味着“隼鸟2号”的主要任务成功结束。它历时6年，航程超过50亿千米。

返回舱送回日本后，将在真空和氮气条件下进行实验室分析

“隼鸟2号”是日本第二次小行星采样返回任务，技术挑战性和复杂程度都非常高。该探测器于2014年12月由三菱重工公司的H-IIA火箭发射升空，并于2018年6月抵达目标“龙宫”小行星，在这颗直径1千米的小行星附近停留了18个月，对这颗天体的成分、表面温度和磁场进行了测绘和调查，并在其表面部署了3个着陆器。

▲ “隼鸟2号”的外形

“隼鸟2号”的采样机构，是在“隼鸟1号”基础上改进而来，它有一根1米长的采样杆，头部是喇叭状。在采样的时候要点燃炸药，发射一枚5克重的钽金属弹丸，击中“龙宫”表面，打出碎片，然后用“喇叭”来收集这些碎片。用这么复杂的方式所采集到的样品重量大约是100毫克；然后再次取样，获得存在于地表下面的小行星原始物质。它们没有受到空间环境的侵蚀，能体现小行星的原始成分。

据说，“龙宫”是在太阳系早期形成的，从那时到现在，它们的成分相对来说没有什么变化。科学家们认为可能是这类行星通过撞击，把水和有机物质送上了地球。

返回舱的成功回收，并不意味着“隼鸟2号”任务的终结。由于其离子发动机的氙气燃料还剩下一半，“隼鸟2号”又调头返回深空，通过地球的引力弹弓效应，执行一项扩展任务。

▲ “奥西里斯-雷克斯”采集小行星“贝努”表面样品艺术概念图

“隼鸟2号”将在2026年飞越小行星2001C21，然后再绕地球飞行两次，2031年7月与一颗新目标小行星1998 KY26会合。1998 KY26是人类从未造访过的天体。它的直径只有30米，自转周期只有10多分钟。这对交会提出了新的挑战，但也提供了一个难得的机会。

美国“奥西里斯-雷克斯”的采样过程颇为惊险。“奥西里斯-雷克斯”的目标是一颗叫做“贝努”的小行星。它的头部装有一个叫做“触摸式取样装置”（TAGSAM）的样品收集装置，采样成功后，用机械臂将TAGSAM移动到舱内的适当位置，然后密封起来。

10月20日，TAGSAM成功地压紧在贝努小行星表面几秒钟，采集到了不少物质。然而，因为采集得太多了，几块比较大的石子顶开了密封容器入口处的聚酯薄膜挡板，一些样品漏了出去，好在容器内部还剩下不少样品。

之所以会发生采集过量，是由于“贝努”的表面很脆弱。它并不是一块完整而坚硬的石头，更像是由一堆碎石组成。在短暂的接触中，TAGSAM头部扎入“贝努”大约有半米深。如果换成一名航天员踏上去，会沉到膝盖或更深。不过，这样的深度采集可以得到更多原始物质，而不是被阳光照射后失去了挥发性的物质样品。

▲ “奥西里斯-雷克斯”上的触地后即离开式样品获取机构

▲ 在厂房中被吊起的“奥西里斯-雷克斯”

亚利桑那大学负责这次任务的但丁g劳雷塔说，根据图像分析，这次意外导致大约数十克样品漏到了宇宙里。按照原来的计划，要通过一个旋转动作来测量采集样品的质量，从而有效计算探测器的转动惯量，进而给出控制参数。但是这样一个动作会把更多样品漏出去。于是他们决定尽快把密封容器送回舱内，跳过了对样本进行称重的动作。10月26日和27日，控制人员花了大约36个小时，才用机械臂将TAGSAM密封容器移动到样本返回舱，小心谨慎地验证其是否锁定到位，然后封好。这个过程听起来好像就是操作一个机械手而已，但是贝努小行星距离地球很远，无线电信号跑上一个来回要半个小时，所以操作员们发出指令后，等半个小时才能看到结果，然后再发出下一条。

但不管怎么说，这是一次前所未有的成功任务。研究人员从“奥西里斯-雷克斯”发回的图像判断，密封容器里至少有400克样品，远远超过了计划采集的60克。2023年9月，“奥西里斯-雷克斯”将返回地球。

2020年深空探测年最大的失落者，或许就是欧洲和俄罗斯合作的“火星生命2020”计划，因为受到疫情影响，双方都不能确保在8月的时间窗口发射，于是只能继续推迟下去，变成“火星生命2022”。这个计划本来打算在2018年实施发射，但当时就因为美国宇航局跳票而错失窗口，真是命运多舛。

航天发射任务有喜有忧

2020年度国外共进行了75次航天发射，69次成功，6次失败，共将1000多颗卫星和3个深空探测器送入太空。还有11是次与国际空间站相关的发射任务，其中4次是载人飞行。另外，还有1次X-37B的试验飞行和3次无载荷或模拟载荷发射。

“电子号”个头虽小故事却多

在2020年执行发射任务的公司中，比较有趣的是火箭实验室公司，它可以被称为本年度最善于为自己的型号起名的公司。这家企业虽然运营着世界上最小的火箭“电子号”，但是雄心壮志却一点也不小。在2020年，火箭实验室公司实施了6次发射，除了1月30日为美国国家侦察局实施的发射，另外5次都有着极具特色的名字。

6月13日，电子号火箭实施了年度第二次飞行。火箭携带了美国国家侦察局的一颗侦察卫星，波士顿大学和美国宇航局的各一颗立方星从新西兰起飞。或许因为这次任务原本是从3月29号推迟过来的，后在5月份和6月11日又推迟了两次，所以任务的名字叫做“现在别拦着我”（Don’t Stop Me Now）。

7月4日，电子号火箭实施年度第三次飞行，所携带的主载荷是日本佳能电子公司的CE-SAT-IB地球观测卫星。佳能是世界知名的相机制造商，所以这次任务被叫做“拍照或者此事没有发生”（Pics Or It Didn’t Happen）。然而一语成谶，火箭第二级在燃烧期间发生意外，星箭俱毁。

▲ “电子号”1月30日为美国国家侦察局发射NROL-151卫星，图为厂房中的整流罩，上面有此次发射的徽标

▲ 6月13日，电子号火箭经过两次推迟后终于实施了年度第二次飞行

▲ 7月4日，电子号火箭实施年度第三次飞行时发生意外，星箭俱毁

▲ In Focus

▲ Don’t Stop Me Now

8月30日，经过整改，电子号火箭实施了年度第四次发射。公司为这次任务起了一个鼓舞人心的名字“我不相信还能做得更好”（I Can’t Believe It’s Not Optical）。这次发射的特殊之处在于，只携带了一颗卡佩勒公司的雷达对地观测小卫星，质量只有100千克。或许是因为上次事故之后痛定思痛，“我不相信还能做得更好”任务执行得相当顺利。

10月28日，佳能公司再次提供了一颗CE-SAT-2B地球观测卫星，连同行星实验室公司的9颗“鸽群”遥感立方星，一起用电子号火箭发射升空。这次，火箭实验室公司不敢再胡言乱语了，给任务起了一个名字叫“专注”（In Focus）。“专注”总比三心二意要强，这次发射同样顺利进入了轨道。

11月19日，电子号火箭实施了一次重要的发射——尝试回收火箭第一级。“电子号”是一种小型火箭，没有空间和载荷余量来采用“猎鹰9号”那种返回发射场、垂直回收的模式，因此它选用了航天飞机助推器的降落伞海上回收模式，任务名称也因此而叫做“交还发件人”（Return to Sender）。本次发射把整整30颗小卫星送入轨道，之后第一级成功溅落在新西兰海域。

电子号火箭的第六次发射是在12月15日实施的，载荷是日本Synspective公司的一颗雷达成像卫星。这家企业打算发射30颗雷达成像小卫星来覆盖全球，特别是拍摄亚洲地区的大都市，为城市规划和管理服务。因为雷达卫星可以在夜间成像，因此这次任务被命名为“猫头鹰之夜开始了”（“Owl’s Night Begins”）。

▲ The Owl’s Night Begins 整流罩

目前还不知道2021年，电子号火箭的各次任务都会起什么名字。但如果这股风潮在整个商业航天界流行起来，我们也许会看到更多的创意吧。

事故多发的一年

▲ NROL-151任务徽标

▲ Return to Sender

▲ Pics Or It Didn’t Happen

2020年度是航天发射事故比较多的一年，有6次之多。这也是可以理解的，毕竟在疫情冲击之下，航天已经比其他行业做得好很多了，出现一些事故再正常不过。

2020年第一个发射失败的，是伊朗的“西末尔各”火箭。2月9日，它在试图发射扎法尔1地球观测卫星的时候没有能够成功。不过伊朗2020年干得不错，两个月后的4月22日，伊朗就用卡西德火箭成功发射了“诺尔”军事卫星。虽然美国方面认为“诺尔”卫星并没有成功，伊朗也没有放出卫星拍摄的图像，但“卡西德”火箭肯定是把一个载荷推进到了第一宇宙速度，使伊朗成为世界上第11个成功发射卫星的国家。

紧接着发射失败的，是大富豪布兰森爵士的空射火箭“运载器一号”。这枚火箭从宇宙少女号波音747载机上起飞后，并没有能够进入轨道，而是坠入了大海。“运载器一号”本来打算在2019年年初发射，后来推迟到2019年夏天，然后继续推迟，在这个过程中，还丢掉了一网星座的发射合同。

7月4日，火箭实验室公司的电子号火箭发射失败。

▲ 2月9日，伊朗在尝试发射扎法尔1号地球观测卫星的时候没有能够成功

▲ 8月30日，电子号火箭将卡佩勒公司的雷达对地观测小卫星发射升空

9月11日，美国阿斯特公司研制的“火箭3.1”小型运载火箭在阿拉斯加的太平洋航天港发射时遭遇失败。这枚两级火箭原本是为了响应美国国防高级研究计划局的快速响应发射项目而研制的，此前已经多次因为技术、天气因素错过发射窗口。这次发射原本计划在8月2日进行，由于高空风速太大、落区海面有船而推迟到8月30日，结果还是天公不作美，只能继续推迟。9月11日火箭起飞后，第一级还没有烧完就发生了故障，火箭直接坠毁。好在这次发射没有携带有效载荷，未造成更多损失。12月16日，该公司再次尝试发射“火箭3.2”由于末级速度不足，未能入轨，以失败告终。

▲ 10月28日，电子号火箭一箭十星发射成功

▲ 11月19日，电子号火箭一箭30星发射成功，首次尝试一级火箭伞降回收

▲ 12月15日，日本Synspective公司的雷达成像卫星搭乘电子号火箭升空

▲ 空射火箭“发射器一号”

▲ 美国阿斯特公司研制的“火箭3.1”小型运载火箭首飞失利

▲ 欧空局“织女星”火箭的事故可以算是本年度损失最大的一次发射

本年度损失最大的一次发射是11月16日欧空局“织女星”火箭的事故。本次发射携带了一颗叫做“智慧”的遥感卫星，正式名称叫做SEOSat，还携带了一颗法国航天局研制的“塔拉尼斯”空间环境探测卫星，用于研究地球大气电离层和空间环境之间的相互关系。这次发射原本计划6月进行，但是因为疫情推迟到了8月25日，再推到9月，又因为火箭本身的问题继续推迟到11月18日。即使如此，最后它还是没能成功。按照欧空局的说法，是因为火箭上的一个插头接错了位置。考虑到“织女星”火箭主要研制活动是在意大利进行的，这个疫情严重的国家发生小的质量问题，并不是什么不可理解的事情，但造成的损失却相当大。

卫星业务有继承有创新

2020年的卫星行业，有传统的延续，也有技术上的突破和创新。有3件事非常吸引人的眼球，一是5G技术发展引发13颗C频段卫星订单，二是一网星座的起死回生，三是诺·格公司的卫星延寿服务的开启。

通信卫星市场有热有冷

C频段是卫星通信行业最早采用的频段，也是应用最广泛的频段。这个上行频率范围为5925～6425兆赫、下行频率3700～4200兆赫的频段容量不大、通信速度不快，但是广泛用于各种电话、电报、传真、电视转播、数据分发等业务，是卫星通信行业的基础。最近十多年来，C频段逐渐被Ku、Ka等频段挤压，使其越来越边缘化。一般只有在替代旧卫星的时候，才会在新的卫星上搭载一部分C频段的转发器，没有人再订购全新的C频段卫星了。

5G技术的发展却突然打破了C频段卫星被冷落的局面。2020年夏天，世界前两大地球静止轨道卫星运营商国际通信卫星公司和SES公司向波音公司、麦克萨尔公司、诺格公司和泰雷斯公司订购了整整13颗全新的C频段卫星，这在卫星采购史上是非常罕见的。主要原因，是为了在美国市场上把一部分C频段的频率资源腾出来。从上面的数字可以发现，C频段的上行和下行带宽分别是500兆赫。根据美国联邦通信委员会的规划，要把其中上下行较低的各300兆赫腾退出来给5G业务使用。

联邦通信委员会在2020年2月批准了一项计划，拍卖大部分C频段频率资源。拍卖中标者要赔偿卫星运营商更换卫星和地面基础设施的费用。联邦通信委员会要求在2021年12月5日之前腾退120兆赫，2023年12月5日之前在腾出180兆赫。

如果能够按时腾退，美国联邦通信委员会将给予卫星运营商们总额97亿美元的奖励。C频段卫星的技术难度比较小，仅仅在卫星上搭载上下行各200兆赫带宽的转发器，费用就更少，因此研制成本比较低。哪怕13颗卫星的采购和发射费加在一起，也远远不到97亿美元。因此对卫星运营商来说，这是个稳赚不赔的生意。而且C频段的用户并没有消失，这13颗卫星入轨之后，还是可以继续赚钱的。

▲ 国际通信卫星公司是C频段使用大户

▲ 卫星要腾出C频段为地面无线通信让路

▲ FCC主席解释腾退奖励政策

在具体采购上，国际通信卫星公司从麦克萨尔（也就是劳拉空间公司的母公司）订购了5颗C波段卫星，从诺斯罗普g格鲁曼公司订购了两颗。SES从诺斯罗普g格鲁曼公司、波音公司、泰利斯阿莱尼亚太空公司各买了两颗。2020年早些时候，欧洲通信卫星公司也宣布，打算购买一颗C波段替代卫星，但经过研究之后发现，这家公司现有卫星上的C频段闲置资源很多，简单把一部分频率关掉就可以，不需要购买新的卫星。

当然，这种C频段卫星订购大爆发是偶然事件。目前5G在美国只需要这么多频段，政府不会没完没了地补贴卫星运营商。而且长期来看，C频段完全淡出卫星通信的历史舞台也只是个时间问题。

虽然C频段卫星订购活跃，但其他类型的静止轨道通信卫星市场却惨淡到无以复加。

2020年，只有西班牙卫星公司、澳大利亚奥普图斯公司、阿拉伯联合酋长国的Yahsat公司和沙特阿拉伯的阿拉伯卫星公司各自订购了一颗不是用来替代的静止轨道通信卫星。具体来说，西班牙卫星公司向泰雷兹阿莱尼亚空间公司订购了亚马逊Nexus卫星，为南北美洲、格陵兰岛和北大西洋海上航线提供Ku波段覆盖。空客航天防务公司获得了为奥普图斯公司建造奥普图斯-11卫星、为阿拉伯卫星公司建造Badr-8卫星和为Yahsat建造瑟拉亚-4ngs卫星的合同，局面之惨淡史无前例。

造成这种情况的原因有两个，第一个原因是卫星制造商们自己造成的。由于高通量卫星的发明，以前要10多颗、甚至20多颗卫星才能提供的带宽，现在只要一颗就可以了。卫星使用者们当然大喜过望，虽然卫星单价比以前贵了一些，但大大节省了发射和保险费用，而且高通量卫星也仅仅比传统卫星贵两三倍而已。与此同时，卫星用户的需求量并没有发生10倍、20倍的增长，导致市场对卫星数量的需求急剧下降，从10多年前的每年20多颗下降到如今的不到7颗。其次是低轨道宽带通信卫星系统的崛起，“星链”一次就要送60颗卫星入轨，仅仅考察卫星数量的话，是全世界静止轨道卫星好几年的发射量。这些卫星都采用高通量技术，单星容量未必小于传统通信卫星。在“星链”之外，还有大量其他低轨道宽带通信卫星正在筹划和建设，包括“一网”星座，加拿大“低轨电信星”星座，“相对论”星座和中国的两大星座等。这些卫星所能提供的通信容量，会让传统通信卫星看起来就像拨号电话一样陈旧过时。

对卫星制造商群体来说，好消息是这些低轨道星座的制造合同多数还是落入了他们手中。毕竟通信卫星就是通信卫星，制造它们所需要的专业知识和设施，并不是可以轻易复制的。例如一网星座的制造合同由空客公司负责，低轨电信星的制造由麦克萨尔公司负责。这样说来，虽然马斯克的4万多颗卫星都是他自己设厂建造的，但其他星座的数量并不少，制造商们接到的卫星订购数量并没有减少，反而增加了。

除此之外，各国政府依然在订购地球静止轨道的卫星，用于军事通信和导弹预警等项目。这些订单数量不少，至少波音、洛马、空客、泰雷斯阿莱尼亚这4家公司是可以靠政府项目活下去的。诺·格和麦克萨尔虽然没有拿到太多静止轨道卫星合同，但有大金额的科学卫星、载人航天合同在手中。

▲ SES公司订购的两颗C频段卫星

最后一个市场要素是电视直播卫星。这对于很多住在郊区的美国人来说，是精神生活的必需品。这种卫星的寿命大概是15年。考虑到发射的先后批次，大概每隔5年就会出现一次直播卫星换代的小高潮，带来一定数量的订单。所以，2020年这13颗C频段卫星的订单，很大程度上可以起到维持卫星生产线、维持员工队伍的作用，对产业是有利的。

起死回生的一网

2020年对于低轨道宽带通信卫星来说，不仅仅有“星链”的高强度部署，也有“一网”星座的起死回生。

“一网”星座是本轮低轨道宽带互联网星座创业热潮的先行者。在马斯克提出12000颗乃至42000颗的星座规模之前，“一网”以900颗的规模便颠覆了人们的认知。但是2020年的疫情对于“一网”来说却是一场无妄之灾。因为主要股东软银公司投资失败、陷入困境，在2020年3月中止了对“一网”的资金支持，导致这个具有很大潜力的企业当场休克。

▲ 部署完成后的一网星座轨道图

当然，一网公司作为一个拥有核心技术和良好前景的企业，不会就这样走向终点，无非是怎样重组资产而已。重组活动启动之初，甚至有中国企业对此发生了兴趣。但是一网公司股东委员会提出的条件却有那么一点稀奇：打算把这家企业最宝贵的资产频率资源拿出来作为交换条件，吸引新的战略投资者。卫星通信的频率资源就好比是盖房子的地皮，是开办业务的基础，在这样的条件下，中国买家肯定不会被允许入内。

一段时间后，答案终于揭晓。一网公司迎来的“救星”不是一个，而是两个。首先是英国政府，第二个是印度电信公司Bharti Global。这也让人们想起了一个经常被淡忘的事实：一网公司的主要活动虽然都在美国展开，但公司其实是在英国注册的。

英国政府和印度电信公司一共出资10亿美元，竞购一网公司45%的股份。其实这当中并没有什么波折，也没有什么竞争者，不过谈判期间正值西方新冠疫情最为猛烈的阶段，因此进展缓慢，大量一网公司员工被遣散回家，卫星制造和发射活动也被迫中断。

到了夏季，疫情因为气温上升而有所缓解，相关方才得以办理相应手续。7月，双方共同向美国联邦破产法院提交的申请才进入审查。经过3个月的工作，破产法院批准了这项重组活动。到11月20日，一网公司的重组活动正式完成。不但英国政府和印度电信公司成了新的大股东，还任命了新的总裁。

▲ 一网星座在佛罗里达的工厂

▲ 一网卫星从拜科努尔升空

▲ 震动测试中的一网卫星

英国政府和印度电信公司在这场交易中各有出发点。

英国政府一直对航天事业没什么兴趣，虽然英国企业和私人在航天产业中还是比较活跃的，而政府却连个航天局都没有，更没有官方航天计划。但是随着美国商业航天的兴起和发展，英国政府似乎如梦初醒，不但成立了航天局，还打算在苏格兰北部建立一个航天发射场。看上去英国政府似乎有点“傻”，但实际上这是出于一种“不见兔子不撒鹰”的思维和“小政府”立场。由于英国经济多年毫无起色，制造业空心化日益严重，税源枯竭的英国政府也只好出手扶持新兴产业，投资一网公司算是其中一项。英国商务部长在一份声明中说：“这一战略投资表明了政府长期以来对英国航天部门的承诺，以及我们将英国置于太空技术最新进展的最前沿的雄心。”

印度电信公司则是抱着捡便宜的态度出资的。这种西方高新技术企业一般都被股东牢牢控制，想要进入其中并且占据核心的位置，只能静待这种可以趁人之危的机会。印度电信公司表示，“我们认识到，一网公司有宝贵的全球频谱优先权，我们受益于迄今为止已经投入的33亿美元”。

不管这两家有什么目的，至少挽救了这个星座。根据美国联邦破产法院的文书，一网星座的卫星发射可以恢复了，12月，新的卫星已搭载在俄罗斯“联盟”火箭上发射升空。

商业化在轨服务

▲ MEV-1接管901卫星的姿轨控

2020年2月25日，美国诺格创新系统公司的“任务扩展航天器”（MEV-1）成功把机械臂插进了国际通信卫星901的发动机喷管里，实现刚性对接。随后接管了这颗卫星的姿态和轨道控制，把它从墓地轨道带回地球静止轨道，重新投入使用。这是人类首次以购买“延寿服务”的形式为在轨航天器提供支持，可以算得上“商业化在轨服务”第一单。此后的8月16日，MEV-2发射升空，并计划于2021年与仍在轨道上运行的国际通信卫星10-02会合，为其提供服务。

这种“在轨服务技术”，实际上就是用一个服务机器人接管燃料耗尽的老旧通信卫星，让它能继续保持在轨工作。但是目前，仅有国际通信卫星公司是这一服务的主要客户，多数卫星公司对在轨服务技术并不是很热情。

▲ MEV-1插入国际通信卫星901成功

这也是有原因的。国际通信卫星公司为了给一颗卫星延长5年寿命，总计要支付给诺格公司6500万美元的服务费。而一般的大型静止轨道通信广播卫星采购价大约是两亿美元左右，发射服务费大约是5000～6000万美元，在轨可以工作15年。与MEV-1的对接能让一颗卫星再工作5年，等于省了8000多万美元。这样算来，并没省多少钱。为了1500万美元，似乎没有必要如此大费周章。

尽管如此，在轨服务技术还是有很大的发展空间的。目前使用的MEV在整个延寿期间都必须与被服务卫星连接，而最理想的在轨服务航天器，应在维修或加注完成后就可以分离待命或准备下一次任务。这也是未来真正在轨服务的方向，诺格公司正在研发的下一代在轨服务平台MPV就是这个思路。

事实上，有一些孤品卫星还是很有价值延长寿命的，最典型的就是哈勃空间望远镜。这种只造一颗的科学卫星造价高昂，很多关键元器件都是单件定制的，有着巨大的价值，只要还能继续工作，就应该设法延长它的寿命。各国都在规划各种各样的空间望远镜，多数都值得长期维持下去。

SpaceX：抗疫之年最亮眼的那颗星

2020年春季，第一轮新冠疫情在西方肆虐，整个社会经济生活都遭到了沉重打击。工厂停工、学校停课、科研单位回家办公成为常态。但是太空探索技术公司（SpaceX）和马斯克却坚持推动全年的发射计划不中断。这种做法是不是符合防疫要求暂且不论，但至少让美国今年的航天成绩相当不错，和不忍直视的抗疫成绩形成了鲜明对比。

马斯克在2020年度实现了3个重要突破，首先是实现了载人航天飞行，其次是初步达成了星链星座的组网和测试，第三是正式进入了军火商的行列。

实现载人航天飞行

太空探索技术公司在2020年度实施了两次“载人龙”飞船的飞行，把6名航天员送入太空。这件事无论对美国还是世界航天的意义都非常重大。特别是2011年航天飞机退役之后，美国暂时失去了载人航天能力，从国会、政府高层、美国宇航局到航天评论界，都非常希望美国企业能尽快制造出新的载人飞船，恢复这项重要的战略能力。

2020年5月31日，“载人龙”实施了第一次载人飞行，航天员罗伯特·贝肯和道格拉斯·赫利乘坐飞船安全地进入了国际空间站，8月2日安全地返回了地球。这是世界上第一次由一家私营企业成功研制了载人飞船，也为美国航天注入了一针强心剂。2020年11月16日，“载人龙”第一次正式的业务飞行启动，4位航天员（包括1名日本航天员）成功进入国际空间站。

“载人龙”飞船投入使用，不但再次拉开了美国和俄罗斯航天之间的差距，也证明了美国才是西方阵营当中真正的航天领袖，无论欧洲还是日本，都不具备独立研制载人飞船的决心和能力。

▲ 载人龙飞船首次正式载人任务

▲ 载人龙飞船发射升空

“载人龙”的飞行还挽救了国际空间站的未来。随着俄罗斯航天工业的衰退和美国航天投资重点转向月球，国际空间站未来如何运营、如何维持，就成了个大问题。美国宇航局计划在2024年之后实现国际空间站的商业化，但这样做的前提是具备可靠的天地往返运输能力。“载人龙”的成功为这样的想法提供了坚实的物质基础。

大量部署“星链”

在积极研发“载人龙”的同时，太空探索技术公司还在实施另一项最重要的工作，就是“星链”低轨道互联网星座的部署。这项工作不但对马斯克和太空探索技术公司本身有重要意义，对宽带互联网星座产业同样意义重大。2020年4月，由于疫情影响了公司经营，“星链”的竞争者一网公司遭到了沉重打击。主要投资人软银公司撤出投资，导致一网公司当即破产，经过重组，在英国政府的支持下才重新进入运行状态。在一网公司“宕机”的那段时间里，“星链”几乎成了低轨道宽带互联网星座搞下去的唯一希望。

▲ 第9批发射的“星链”卫星和3颗天星C型

▲ 完成测试的载人龙飞船

马斯克并没有让支持者们失望。他在这一年里为“星链”做了两件事，首先是先后发射14次，送835颗卫星入轨，入轨卫星总数达到了895颗。这已经是人类有史以来发射的规模最大的星座，也是部署最快的星座。虽然有3%的卫星已经在轨失效，剩下的卫星足够马斯克启动公开测试了。

测试就需要天地联通，因此马斯克在6月发布了“星链”终端天线。8月，太空探索技术公司发布了第一轮测速结果，基本上和地面光纤入户的速度相当。即使考虑到测试的用户数量少，这个结果也还算不错。虽然“星链”正式投入使用后，急剧增加的用户肯定无法享受到这么快的单用户速度，不过对4G网络都没有的欧美乡村地区来说，这已经是救世主的福音了。

▲ 载人龙飞船首次正式载人任务的航天员（从左至右）香农·沃克、维克托·格洛弗、迈克尔·霍普金斯以及日本航天员野口聪一

▲ 整流罩上的STARLINK标志

10月，太空探索技术公司发布了“星链”服务的收费标准，其中终端购置费为499美元——这是DIY安装的价格，请工人安装还要加钱；月服务费则为99美元不限时。如果是在中国，这样高的价格，连上门咨询的人都没有，但是在美国已经引发了一片欢呼之声。大批用户蜂拥而来几乎是定局。

跻身军火商行列

▲ 航天员鲍勃.本肯（左）和道格拉斯.赫尔利（右）

▲ 两位航天员与猎鹰9号火箭和载人龙飞船合影

▲ 准备执行首次正式载人任务的载人龙飞船和猎鹰9号火箭

上面两项工作都消耗了马斯克的大笔资金。虽然“载人龙”得到了美国宇航局的拨款，但考虑到美国的人工成本，这笔钱也只不过是保本而已。“星链”的投入巨大，能够收费的日子却还远远没有到来。马斯克从社会上吸引了不少投资，但这些钱都是要还的。因此，他急切地需要找到一个能签下大笔合同又带来丰厚利润的用户。最好的对象，当然是美国军方。

2020年，马斯克一共签下两笔军火大单。

▲ 猎鹰9号火箭发射“星链”卫星

▲ 在轨道上飞行的SES-2卫星

第一单是在“星链”卫星的基础上，为美国导弹防御局研制4颗导弹预警卫星。这个合同是与L3哈里斯公司一起获得的，后者也要选择一种卫星平台，来制造4颗导弹预警卫星。马斯克得到的合同价值1.4亿美元，也就是说每颗导弹预警卫星价值3000多万美元。而“星链”卫星的价格只有100万美元，可以说利润丰厚。而且卫星上的相机并不需要由马斯克自己研制，直接采用多年前美国导弹防御局在欧洲SES-2卫星上搭载试验的宽视场红外相机。

第二单是和美国国防部直接签署的，内容更为惊世骇俗，是采用马斯克正在研制的不锈钢火箭“星船”为美国军队提供海外补给。按照合同要求，马斯克要尝试着制造一种载重达到100吨的“星船”，从美国起飞，经过亚轨道飞行后抵达美国的任何一处海外基地，为当地的美国大兵们提供武器弹药、军需物资。如果取得成功，这将是航天史上的一个重大突破。

除此之外，马斯克还是2020年国外航天发射的顶梁柱。他的“猎鹰9号”在这一年里实施了24次发射，超过了所有其他型号的火箭。2020年的第一次发射就是“猎鹰9号”实施的。而且马斯克在这一年里没有发生过任何发射失败和第一级回收失败，仅仅在9月发生了一次临时关机、推迟发射。不过一周之后，“猎鹰9号”还是顺利升空。