全电推卫星已占据商用卫星四分之一市场

太空与网络 · 公众号 · 民航 · 2017-08-25 21:25

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来源 | 航天长城

编译 | SpaceNews

2015年3月1日，波音公司（Boeing）研制的全电推地球同步轨道（GEO）通信卫星ABS-3A and Eutelsat 115 West B被美国太空探索技术公司（SpaceX）公司的猎鹰9号（Falcon 9）运载火箭以一箭双星的方式送入太空。8天后，法国宇航局（CNES）承诺投入3,000万美元用以开发欧洲的全电推技术。

法国宇航局（CNES）的投资基于行业预测：到2020年，预计50%的商业通信卫星将是全电推卫星。

波音公司（Boeing）建造了行业内的第一批全电推卫星，这是波音公司（Boeing）与卫星运营商ABS和Satmex（后者现在是Eutelsat的一部分）的一笔标志性的4颗卫星交易的一部分。伴随着这笔交易，世界各地的公司和航天机构都加大了对电推进的投资，期望这项已在科学任务中应用了数十年的技术成为商业领域的主流。

两年过去了，促使法国航天局（CNES）投资的预测正逐渐应验。据Northern Sky Research（NSR）公司的高级分析师Carolyn Belle透露，2012年至2016年运营商订购了26枚电推进卫星—20颗全电推卫星和6颗混合推进卫星，这种卫星依靠化学推进剂提升轨道。Carolyn Belle表示，据NSR公司统计，运营商在这四年内共订购了106颗卫星，约有25％的卫星采用某种形式电推进。

卫星制造商正试图找出办法——如何既最大限度地占据电推进卫星的市场份额，又不放弃更保守的客户。

“我们与全球主要客户进行过讨论，电推进卫星已经成为发展趋势。但大多数客户仍想保留一定灵活性，即他们可向其客户提供不同的推进方式以满足不同的任务。” 阿里安集团（ArianeGroup）轨道推进部门负责人Josef Koecher表示。“全电推、化学推进和混合推进三种方式将各占据一定的市场份额，我们必须具备研制这3种卫星的能力。”

位于德国Lampoldshausen的阿里安集团（ArianeGroup）轨道推进部门已成为2015年成立的空客赛峰公司（Airbus-Safran）的一部分。Josef Koecher表示，截止目前，其公司每年平均向全球的卫星制造商提供10套集成推进系统。

由于电推进剂的重量（或体积）较小，所以电推进方式的吸引力在于大大降低航天器的湿重，即航天器及燃料的重量。一颗全电推卫星的比化学推进卫星轻50%。卫星运营商可利用空余的空间装载更多的载荷，或节约发射费用。

据Orbital ATK公司推进系统负责人Mike Glogowski透露，电推进方式在不断权衡中进入市场。

他在3月的2017卫星大会上说: "有时候，电推进方式也会有负面作用，无论霍尔 (效应) 推进器还是纯离子推进器的同样如此。他们会侵蚀物体表面，造成航天器表面沉积。他们也可能产生电动干扰效应，这一点必须加以考虑。同样，相比传统的化学推进方式，电推进方式更加昂贵。然而即便这样，电推进如今已成为众多卫星主承包商的一个关键卖点。

最重要的权衡在于卫星定点时长，化学推进卫星几天即可定点，而电推进卫星需要几个月。一些运营商选择混合推进以期利用两者的优点，但混合推进额外的重量有时会抵消电推进带来的益处。Mike Glogowski表示。

电推进热潮没有任何衰退的迹象，特别是现在卫星制造商认为电推进成为提供给客户的一个必备选项。发射服务供应商也见证了这一趋势。国际发射服务公司（International Launch Services，ILS）的质子号运载火箭瞄准了日渐流行的质量较小的卫星，以便降低发射费用。一网公司（OneWeb）的第一代由900颗卫星组成的大型星座也计划采用电推进。

为再占据25%的商业卫星市场，电推进仍面临一些挑战。成本已下降，但四至八个月的定点时长意味着只有能忍耐长时间等待的运营商才能考虑全电推卫星。Mike Glogowski表示一家技术公司正考虑用更高功率的电推进，更强劲的卫星电池以缩短到地球同步轨道（GEO）的定点时长。发射服务供应商也正试图将卫星部署到更为接近GEO轨道的位置——SES-15与联盟号（Soyuz）运载火箭分离时的位置距离GEO轨道约5,000公里，这使定点时间减少了1个月。

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