Do First | 商用卫星产业爆发点已来临,一站式解决方案是挑战也是机遇

接下来你将看到:

1. 商用卫星行业痛点明显,新加坡多举措支持

2. 专注一站式解决方案,整星制造成壁垒

3. 卫星需求将呈井喷式增长,看好细分领域


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2015年1月,马斯克宣布SpaceX计划将在2019年至2024年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的"星链"网络来提供互联网服务。2021年4月,据外媒报道, "星链"卫星互联网服务的试用速度已突破 200Mbps。马斯克此举如若成功,意味着"星链"可以在全球范围内提供低成本的互联网连接服务,这将对传统运营商造成巨大冲击,也是商用卫星领域的一个重大突破。

毫无疑问,美国在航天领域依然有明显优势。而新加坡,作为东南亚地区的科技中心,也是不可忽视的一股力量。专注于商用卫星一站式解决方案的初创企业Spasee就是进入该领域的新兴玩家。



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商用卫星行业痛点明显,新加坡多举措支持



2020年,新加坡南洋理工大学正式孵化了初创企业Spasee Technology,其致力于为全球商业太空用户提供系统的商用小卫星设计制造与数据服务解决方案。目前,该公司已经获得了苏州市政府的天使轮投资。

谈及创业初衷,Spasee的创始人罗睿康表示,因为自己博士研究课题是基于GIS信息的交通预测以及本科时期就参与了学校的卫星设计,而且考虑到东南亚地区缺少卫星制造和卫星数据服务的商业化公司,所以想基于这个项目去做商业化。另外,项目有幸得到了中国驻新加坡大使馆的认可,并获得了国家级的奖项,罗睿康也希望可以借此加速想法的落地。


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Spasee创始人兼CEO 罗睿康


纵观整个东南亚市场,卫星发展还处于非常早期的阶段。很多国家的政府卫星机构也还在验证阶段,他们主要采取与其他科研机构合作的方式制造卫星。而且,这些卫星许多也都是纳米卫星,用的频道也是业余无线电。不过,新加坡在东南亚诸国当中,可谓是卫星产业的“领头羊”。时至今日,新加坡一共研制了13颗卫星。其中,南洋理工大学一家便占据了九颗卫星的研发,也包括新加坡的第一颗卫星。除了有领先的卫星研发经验,新加坡这个“弹丸之地”已经有30多家商业航天上下游企业。

作为从业者,罗睿康认为新加坡在打造卫星产业上有着先天的人才和经济优势,“新加坡注重在教育方面的投资,依托于高校的卫星研究机构就有四、五家,可以吸引到一流的人才。像新加坡主管部门也有自己在这个领域的政策”。航天企业需要长期投资,新加坡政府对于航天类企业的补助政策以及本身活跃的VC投资环境等都是助力产业发展的重要推动力。

对于商用卫星行业本身,罗睿康表示目前行业的发展主要有以下有三大主要痛点:

  • 成本高:这主要指研发和制造(商用)卫星的成本高,而商用卫星的成本与其自身重量有很大关联。一般公认重量在1000kg以上的卫星统称为大型卫星,重量在500- 1000kg间的称为中型卫星,重量在100- 500kg间的称为小型卫星,重量在10- 100kg间的称为微卫星,重量在1-10kg间的称为纳米卫星。重量越大,研发制造的成本也越高。常见的导航卫星和通信卫星其实都是商用卫星。就卫星构造而言,主要由载荷和平台构成。其中载荷是指卫星上用于直接实现卫星的自用目的或科研任务的仪器设备,如遥感卫星上使用的照相机,通信卫星上使用的通信转发器和通信天线等,不同的载荷决定了卫星的不同功能。罗睿康指出,以纳米卫星为例,如果只是考虑零部件构造成本,市面上通用的成本大概在50万人民币左右。对于很多无法承受自己制造和发射卫星的企业来说,租赁卫星就成了另一个选择,比如2010年成立于美国旧金山的Planet就是业内知名的遥感图像供应商。     

  • 使用寿命短:由于太空环境的极端多变,目前小卫星的寿命大部分都在3-6个月,这也很大程度上限制了它功能的复杂性。重量相对更大的小卫星,使用寿命也会相对较长一些,可能会达到两年到三年甚至更长。   

  

  • 商业化落地困难:从客户端(比如政府和科研机构等)的角度来看,成本高和使用寿命短会导致动辄几百万甚至上千万的花费,推升了商业化落地的难度。并且目前东南亚上下游配套产业链尚不完备,下游数据应用商无法有效介入,这也是Spasee在设计卫星的同时依然强调增值服务重要性的原因。



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专注一站式解决方案,整星制造成壁垒


作为东南亚首家商用卫星一站式解决方案的提供商,Spasee对于行业痛点有自己的见解和解决方案。罗睿康表示,“航天产业进入大众的视野,时间比较晚。在与客户的沟通中,我们发现,很多时候客户对于成本、设计、运营流程以及最终发射等环节都了解得不够充分。因此,我们尝试帮他们建立重要概念,再围绕客户需求点进行详细咨询设计。在这样的咨询基础之上,我们才能与客户建立信任,后续更好地为客户提供产品和服务。所以说,一站式解决方案其实是很有挑战的”。

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卫星遥感数据服务(芜湖市农业技术中心案例)


关于降低成本和提高产品质量这块,Spasee认为解决方案没有捷径,主要依赖于技术上的提升与迭代。Spasee在应用层面的改良主要有三个方面:

第一,广泛采取工业级元件代替航天级材料。并且自主设计开发零部件来降低整星成本。

第二,改良卫星数据处理界面(即CDH模块)。在航天的过程中,除了温度,高能粒子辐射等都会对CDH模块造成损害,需要在设计的过程中仔细考虑涂层、空间结构设计等各方面的设计来延长使用寿命。

第三,电力及热系统增强。使用转化效率高的太阳能板与EPS系统,大幅提高卫星在轨运行存活率。同时,在卫星的运行过程中,受外界环境干扰和自身轨道影响,卫星的位置会经常变化。在太阳无法直射的时候,温度有时候会达到零下几十度,这对于卫星的稳定工作是个极大的挑战。所以,Spasee在卫星里会增加设计热系统,让卫星在工作的时候可以维持在一个稳定的温度区间,来进一步提高它的使用寿命。

除此之外,在罗睿康看来,姿态控制是技术层面比较难模拟的一个关键点。“无论实验室的条件和环境如何,地面上其实是比较难去模拟出真实太空的状况。所以我们只能结合实验室的情况去不断反馈和调整参数,来让卫星在运行过程中比较顺利。这个测试周期(包括震动测试、翻滚测试等)是比较耗费时间的。”

虽然是初创企业,Spasee为了保证技术的质量,研发投入占比达到了80%-90%。以目前成型的卫星产品Kármán-1为例,研发周期大概在6-8个月左右,已经处于行业前列。Kármán-1是主打执行科研任务的卫星载体,如观测大气粒子等;Spasee还有一款pioneer卫星,主要是用作航天教育和私人用途,目前已经获得多家订单。

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Spasee另一款产品Kármán-2遥感卫星示意图


谈及Spasee的核心竞争力,罗睿康自豪地表示有两点,一是整星制造是Spasee强有力的壁垒之一。“目前全世界发射过卫星的国家不超过所有国家的1/3。很多国家没有能力发射卫星,主要在于没有整星制造的能力,因为零部件供应商也大多依靠来自美国、欧洲等地。而整星制造是保证整体质量和运行的,所以在我看来是最为困难的一个环节”。二是下游数据应用端客户的对接能力。卫星设计属于高端制造业,如何真正做到航天商业化,很大程度取决于消费者是否愿意买单。得益于团队前期积累的基于人工智能算法的卫星数据处理经验,罗睿康表示Spasee可以更好得提供增值服务,让更多下游玩家深度参与到商业航天的竞争中。另外,依托于南洋理工大学的科研力量,Spasee的团队本身也是质量的保证,创始团队中既有经验丰富的卫星设计参与者,也有硬件设计专家和算法方面的世界冠军。



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卫星需求将呈井喷式增长,看好细分领域



谈及行业未来的发展趋势,罗睿康很坚定,“这是非常典型的朝阳行业。爆发点其实不是在未来,而是说正在发生。以通信应用为例,前景就很广阔。像马斯克的SpaceX星链,专注于通信领域。因为涉及到国家安全这个层面,有能力的国家一定会选择本土资源制造通信卫星。所以,未来对于这样的一个微小卫星的需求一定是井喷式的。”

在行业大发展的趋势下,技术层面的突破和规模化量产导致的成本下降都是必然会发生的。“之前制造成本很高是因为只能采购航天的零部件,但现在,很多工业级别的零部件也可以运用在卫星上。从目前来看, 未来的卫星行业跟新能源汽车行业有着非常相似的发展趋势。越来越多的玩家参与,带动量产的需求越发旺盛,制造出低成本高质量的产品,” 罗睿康这样解释道。

就产业细分领域来说,罗睿康认为,遥感、通信、科研、教育等卫星都会进入大规模应用的阶段。与此同时,技术的不断成熟意味着探索会逐步扩大到除了地球以外的其他星体,比如已经在探索中的火星。这些都会进一步衍生出针对探测其他星体的卫星设计、太空垃圾的回收等领域,目前这些高端细分领域都只有一些头部玩家,未来都大有可为。





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作者:7点5度 来源:7点5度

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