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新创事业想对人造卫星产业进行破坏性创新

作者: 来源:未知 2020-07-13

新创事业想对人造卫星产业进行破坏性创新

人造卫星相关应用已经很普遍,如今任何人打开 Google 地图都能轻易浏览卫星空照图,而人造卫星的数量也与日俱增,过去 5 年来全球积极发射人造卫星,使得人造卫星总数增加了 40%,人造卫星空照用来大至监控全球暖化,小则用来观测农田资讯等,似乎已经是个相当成熟的产业,不过,还是有新创事业想要在这个领域进行破坏性创新。

总部位于旧金山的新创事业「行星」(Planet),目前所拥有在太空轨道中运行的人造卫星数量高达 62 个,并计画在 2016 年底达到 100 个,其发射人造卫星的频率与速度可说无人能及。行星公司想要对现行昂贵的人造卫星产业进行破坏性创新,让人造卫星变得跟消费性电子产品一样与时俱进。

这一切要回到两个共同创办人威尔马修(Will Marshall)与克里斯波修詹(Chris Boshuizen)还在美国航太总署(NASA)工作的时候,2010 年时,这两位 NASA 航太工程师察觉到,他们口袋里头的智慧型手机,就运算效能而言,已经比太空中的绝大多数人造卫星或其他装置来得更强,而且智慧型手机就许多方面来说,跟人造卫星的基本零组件需求雷同,譬如电池、GPS、无线传输等,只差装上个在太空中供电的太阳能板,以及在太空中调整轨道的系统。

两个有点疯狂的工程师决定真的把手机发射到太空,这项计画当然没有经过 NASA 核准。两人自己把手机放上业余火箭发射,看手机能不能承受升空过程的震动、G 力变化,以及太空中的真空环境,显然经过摔落、碰撞测试的商用手机都能轻鬆应付这些挑战。

于是,两人正式向 NASA 提案,要正式测试把手机发射到太空中的可行性,2013 年,NASA 进行这项计画,由两人主导,在前往国际太空站的补给火箭上,挟带 3 支 Google Nexus 1 手机一起发射升空,然后在国际太空站处把手机释放到太空,成了 3 个小小人造卫星,手机在太空中拍照,地面的业余无线电玩家可接收它回传的照片,而总共发射成本不过 3,500 美元。

虽然手机镜头拍摄的地面照片解像度超低,几乎完全无用,但是这次成功带给两人全新的观念,过去人造卫星所费不赀,发射一颗人造卫星往往要规划一整年,但是手机一年下来已经出了新机种,运算效能与各方面规格都大幅提升,如果人造卫星能变得像手机一样,造价(相对)便宜、常常发射、年年更新呢?于是两人就与另一位 NASA 工程师合作,创立行星公司。

有助投资与避险

现行能拍摄高解析度图像的人造卫星配备大型望远镜,使得人造卫星的大小有如一个房间那幺大,增加体积重量也就增加了发射成本,而高解析度的代价是一次只能拍摄很小的区域。

此外,人造卫星虽然在高空轨道运行,但是轨道上并非完全真空,受到微小空气阻力的影响,人造卫星会慢慢减速、失去高度,一般人造卫星为此得配备小小推进器,把自己重新推回轨道。

行星公司则打算对这样的传统人造卫星进行破坏式创新,所发射的人造卫星,其实差不多就只是把手机加上太阳能板、调整方位用的电动马达以及小小望远镜,由于构造简单体积小,可以在前往太空补给等各种任务的火箭上找个小空间塞一塞「搭便车」发射,能大为减低发射成本,也提高发射频率。

而当人造卫星失去速度往下坠落,反正造价与发射成本低,行星公司就乾脆让它们坠落为天上流星,发射新的上去就好,行星公司总共发射 133 颗人造卫星,大约发射后 2 年就会坠落,目前功能还可运作中人造卫星有 51 个。

行星公司的卫星所拍摄到的影像,远远不如 Google 地图那样清晰,顶多能看到建筑物,却看不清楚马路上的汽车,但行星公司也并未打算与 Google 地图等服务竞争,而是打算以量取胜,虽然行星公司的单一人造卫星拍摄的图像不怎幺样,但庞大的数量让它们能整天即时监控整个地球,同时,行星公司也相当幸运,适逢机器学习发展突破,可用机器学习技术,让电脑自动从庞大的影响资料中抓出关键的变化。

说起全球监控,许多人第一时间想到的可能是监测全球气候变迁、树木数量变化等环境方面的运用,不过商业上也有许多可能的运用方式,例如目前全球原油市场的数据越来越难掌握,但若有卫星对準全球所有油槽整天监控,进进出出都随时在掌握中,那幺对原油供需的实际情况就了若指掌,显然会在投资与避险等方面佔有极大优势,过去监控的办法是用直升机空拍,如今行星公司的卫星阵列可以代劳。

将卫星服务廉价化

另一方面,若有卫星整天监测货柜入港或是厂房的货车数量,就能推估出货量,不容易被企业膨风的灌水数据欺骗。产业界一向诟病中国产业经济数据完全不可信,若有了这样的利器,更能準确估算。

新创事业轨道洞见(Orbital Insight)就打算利用这样的图资搭配演算法来进行产业数据推算,过去 5 年来,轨道洞见监测一家美国主要服饰通路的停车场,并以演算法计算停车场出入状况与业绩之间的关係,根据轨道洞见的监测,该通路最新一季尚未出炉的业绩应该是增加的,但市场则预测下降,若轨道洞见的演算法正确,股市投资者可利用这样的资讯赢过市场而赚上一笔。

行星公司的图资也可用于农业领域。美国农业部每年预估粮食产出,其误差率大约为 4%,卫星影像新创事业笛卡儿实验室(Descartes Labs)则计画利用卫星空照来做出更準确的预测,笛卡儿实验室利用的是光谱分析,植物的叶绿素吸收大多数除了绿色以外的可见光谱,所以看起来是绿色,此外也叶绿素也不吸收近红外线,因此可以用近红外线光谱来看植物的叶绿素密度如何,高密度表示植物长得好,依此可推断日后收成,笛卡儿实验室宣称其演算法可预测粮食产出误差只有 2.5%。

预测準确度提高不仅可供政府农粮政策参考,更能对操作粮食期货的投资人大有助益。不过,笛卡儿实验室目前使用的影像品质相当差,要更準确预测,需要再更好一点的影像,而行星公司的影像可满足需求,因此笛卡儿实验室开始转换为使用行星公司的影像。

加拿大新创事业农夫锋刃(Farmers Edge)则专注于改善单一农田的产出,农地上不同位置的土壤状况不同,需要不同的施肥才能最佳化作物产出,过去农民要知道哪里得施怎样的肥料,得把农田划分为方格区域,一格格一年年的测试,农夫锋刃则以卫星影像直接分析土壤成分,传送讯号给农人的施肥机,在不同地点自动施放不同成分比例份量肥料,可精準施肥达到最大效果,又不会施肥过度,而能节省肥料成本,并减少肥料流入水体造成的污染。

人造卫星至今已经为人类带来许多应用,让我们看见雨林的破坏、气候变迁造成的诸多改变,也看见伊斯兰国破坏了伊拉克的古蹟,甚至北韩用高射砲「砲决」都历历在目。行星公司打算让人造卫星更便宜、更多、更新、更频繁,是否能成为市场的破坏者,将许多卫星服务廉价化,就让我们拭目以待吧。

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