搭乘SpaceX的重型猎鹰入轨的Arcturus也报出故障

2023年7月20日消息，美国一家通信卫星制造商Astranis首颗卫星在入轨一个多月后发生故障，无法按预计性能交付客户开展业务服务，目前已经完成了故障定位，但是拒绝提供详细的信息，并表示预计2025年打一颗升级性能卫星替代此卫星。值得关注的是，这颗卫星与最近爆出天线展开故障的高通量卫星Viasat-3搭乘同一发火箭入轨---SpaceX的重型猎鹰，目前该运载发射的三颗卫星中已经有两颗发生了故障。

此卫星被称为Arcturus，重约400 千克，设计寿命8年，比一般重达数吨的地球静止轨道航天器小，适用于较小的区域覆盖范围。这是成立8年后Astranis制造并发射的第一颗卫星，业务使用权出售给了总部位于阿拉斯加的电信公司Pacific Dataport Inc.， 5 月 24 日表示，在早期测试中的速度约为每秒 9 Gbps，预计将在 6 月中旬完成校准和健康检查，以便卫星能够投入使用。

目前定位是两个太阳能电池阵的SADA组件故障，导致帆板无法正常对日，所以能源供给不足，每天可以提供6-12小时的服务，无法实现全天候的通信服务。具体的技术细节没有公开，并表示这不是公司制造的部分，也拒绝透露该部件的供应商和飞行历史，该卫星使用Ka波段提供7.5Gbps的容量。该公司表示，虽然无法为当地提供连续的宽带服务，但是还可以作为实验平台来用。

基于上述的问题，Astranis将对下一批次卫星的软硬件进行优化，推迟下一批次四颗卫星（Block 2）的发射，计划2025年发射一颗性能更加强大的卫星替代此次故障的Arcturus，同时，Astranis 表示希望在今年年底前用SpaceX的火箭发射一颗此前未公开的名为 UtilitySat 的航天器作为 Arcturus 的部分替代卫星。Gedmark表示，UtilitySat配备了Ka、Ku、Q和V波段的转发器，可满足各种任务需求，全球客户已在排队等候，但它现在将专注于提供阿拉斯加上空的连接。

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有意思的是，这颗星与ViaSat-3是同时搭载4月30日的SpaceX猎鹰运载火箭发射的，Viasat公司的ViaSat-3 Americas卫星重达6400公斤，是重型猎鹰的主星，但由于其超大口径网状天线展开故障，导致任务失败，涉及到的保险赔付金额达4.2亿美金。

两颗高轨通信卫星同时搭载重型猎鹰入轨，同样出故障，或许是凑巧，Gedmark说，Astranis公司没有看到任何迹象表明这两起事件之间存在联系。猎鹰重型任务中的第三颗通信卫星是总部位于华盛顿的重力空间公司（Gravity Space）的一颗较小的立方体卫星，它的首席执行官马克-汤普森（Mark Thompson）说，这颗卫星已经通过了所有健康检查，正准备在未来几周内投入使用。

一点小感慨

1.低等级器件使用的讨论：

航天不易就是因为航天失败的成本太高，我们一直在强调这些，虽然目前商业航天普遍提出了工业级器件上天的诉求，因为动辄上万的元器件对于初创公司或者以盈利为目的的公司太贵了，便宜的工业级器件似乎成了商业航天的救命稻草。

我个人觉得没有问题，这是降成本的最根本路径，面向商业化运营的商业航天任务，不同于以往的“保任务完成”的思路，而是“保赚钱”。但是我反对的是过激的状态，比如某种“达克效应”，觉得传统航天用宇航级器件不可理喻，必须用商业化器件，而且觉得自己选择不用论证，有些人听说很多商业航天公司都在说使用商用器件，就觉得宇航级完全没必要。我对此还是持排斥态度的，因为这个是一个原则的问题，航天产品的环境适应性设计和可靠性管理肯定是有必要的，使用环境不同，地面商用器件很多不考虑力、热、辐照等发射和空间环境适应性设计的问题，所以，不加任何验证的随意使用很容易出问题，我鼓励商业航天使用低等级器件，但是是有逻辑的使用，就是我们需要有所分析，很多人觉得SpaceX就是用低等级器件来降低成本的，忘了在哪里看过一篇文章有这么一段描述：“很多读者只看到了SpaceX说不选用抗辐照器件，但是没有看到NASA要求SpaceX做出严格的分析，包括影响、以及应对方案，也没有看到SpaceX不仅做了分析，还经过了独立的专家小组的审查并进行了广泛测试”。

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换句话说，就是低等级器件可以用，但是要有分析、有论证，不是甩给我一句“我也不知道，但是人家都用”就完事了，很多厂家说他们用了低等级器件，但是有几家可以拿出详细的测试数据？换句话说，有几家商业航天公司会告诉我们他们在轨验证失败的经验？所以，我建议如果选用低等级器件，起码做些基本的分析，哪些可以损失些可靠性来降低成本，哪些要保安全的同时做些备份一块低等级试验板卡以备后续降成本使用，哪些根本就不能用（比如影响通信卫星长寿命，实时服务性能的关键芯片），如果都没有分析，其实我作为一个“不太执着”的航天人也不是太能接受。我记得有一个专家曾跟我说过航天的墨菲定律，就是你最担心的问题或者存在侥幸没有解决的问题入轨后大概率会发生的。

切记，对于低等级器件，分析论证，综合考虑客户需求、成本、可靠性等，然后再选择。

2. 再提点发展希望

最近发生的 Viasat-3 和 Astranis 故障，一方面惋惜，另一方面再提一些发展的希望。成本上能再降低一些，别动辄几十亿的损失，保险公司也不容易呀，然后希望技术再进步一些，谁还记得上个世纪有航天飞机的时候，那时候你可以把航天飞机送上去，把故障卫星飞回来修理。这是宇航员戴尔-加德纳（Dale Gardner）在 1984 年处理 Westar-6（低地球轨道）卫星。

上图所示，Westar 6 是一颗基于 HS-376 的卫星，于 1984 年 2 月 3 日由 STS-41-B 发射升空，随后投入使用，但卫星上的近地点发动机（ PAM）在接近地球同步轨道时发生故障，将其置于不适当且无法使用的低地球轨道。1984 年 11 月 16 日，美国国家航空航天局的航天飞机执行 STS-51-A 任务，将卫星收回并带回地球。

最后，再说点自己的感受，就是面向航天技术商用及民用的大趋势，绝对不是技术先进为王，而是性价比为王，我们要利用先进技术提升产品性能的同时，更要关注商用最需要的目标，裁剪需求，当然了，也要提防颠覆式的技术出现。