2020國外航天：逆風中的掙扎與翱翔

文/ 遲惑

2020年是人類在和平時期遭遇災禍最嚴重的年份之一，新冠肺炎疫情不但奪去了超過百萬人的生命，也造成了整個世界在政治、經濟上的嚴重割裂。世界航天頂住了疫情的打擊，雖然遭受了一些損失，但還是取得了重要的成就。因中國航天已另有文章敘述，本文僅盤點2020年國外航天的發展情況。

深空探索異彩紛呈

2020年度的星際探索活動有不少亮點：歐空局的太陽軌道器發射升空；阿聯酋和美國的火星探測器同時搶抓發射窗口，競相奔向火星；日本的隼鳥二號小行星探測器完成了長達6年的漫長旅途，終于帶著“龍宮”小行星的樣本回到了地球；美國的奧西里斯-雷克斯探測器雖然遭遇了采樣事故，但是畢竟成功抵達了“貝努”，而且采集了超過人們預期的樣品，也應當被認為是一次成功。

▲ 太陽軌道器是在英國設計制造的

▲ 太陽軌道器運行示意圖

太陽軌道探測器

2020年2月10日，歐空局從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射了全新的太陽軌道探測器，開始了飛向太陽的科學考察和冒險之旅。

太陽軌道器的主要任務是探索太陽以及太陽領域，為人們解讀關于這兩個領域的很多基礎問題，是太陽探測領域的一個重大進步。探測器將部署在環繞太陽飛行的軌道上，距離太陽最近的時候只有0.228個天文單位。這是人類有史以來第一次把探測器送到離太陽如此之近的地方來實施現場觀測，并且拍攝高分辨率圖像。另外，太陽軌道器還將第一次離開黃道面，實現相對于太陽赤道超過30度的軌道傾角，在這個軌道上拍攝太陽圖像，以及對太陽極區進行光譜學觀測。

2021年11月前，太陽軌道探測器要實施兩次金星引力牽引變軌和一次地球引力牽引變軌，進入太陽系的最內層，打開所有科學儀器實施觀測。

第一次通過近日點將發生在2022年3月，距離太陽0.33個天文單位。太陽軌道器最終環繞太陽飛行的軌道周期是180天，也就是說大約每6個月就要抵達一次近日點。探測器軌道的選擇與金星軌道是“共振”的。金星的公轉周期是224天，也就是說探測器每運行6圈左右，就能夠和金星交會一次。一開始，太陽軌道器的軌道傾角和金星差不多。但是每交會一次就能利用金星的引力來把軌道傾角提高一點。這就意味著，它每轉一圈就能從一個不同的角度來觀測太陽。太陽軌道器的工作壽命為4年，在任務末期，它相對于太陽的軌道傾角會達到17度。如果4年任務之后，太陽軌道器沒有被曬壞，還能繼續工作，那么就可以繼續提升軌道傾角，最終達到33度。

火星探測競賽

▲ 即將出廠的希望號

▲ 測試中的希望號探測器

2020年的火星探測競賽，可能是美蘇月球競賽之后人類最壯觀的一次星際探測競賽。我們先來看一下時間線：

7月19日，阿聯酋出資、美國研制的希望號火星探測器由日本H-2火箭發射升空。這是今年火星競賽中第一個起跑的。不過它的任務也最簡單，用于實施環繞火星的飛行和觀測。8月17日，“希望號”完成了第一次軌道修正，向火星奔去。不過此后，阿聯酋航天局沒有再公布新的動態，這意味著“希望號”要在現有軌道上飛行很長時間。

7月30日，在中國的“天問一號”啟程一周之后，美國宇航局的“火星2020”由宇宙神-5火箭發射升空。“火星2020”的任務非常專一，就是把一個人類迄今為止功能最強的漫游車“毅力號”送上火星，大量采集火星巖土樣本，等待后續探測器前來取走。不得不說，在信息公開這件事上，任何航天局都沒有美國宇航局做得更好。美國宇航局不但持續更新“火星2020”的信息頁面，一件件介紹有關的任務和攜帶的設備，甚至還提供了一個實時動態、無級縮放的交互式視頻頁面，讓訪問者按喜好拖動，用上帝視角任意觀察“火星2020”和太陽系各種天體的實時相對位置。到截稿時，“火星2020”基本處在太陽和火星的連線上。火星公轉的速度更快一些，這樣，到2021年2月，火星就會追上并且捕獲“火星2020”，為“毅力號”著陸創造條件。

▲ 火星2020的星際飛行器

小行星探測一“去”一“回”

2020年的小行星探測活動有兩個亮點。首先是美國宇航局的奧西里斯-雷克斯探測器成功抵達“貝努”小行星，實施了采樣活動，此為一“去”。而日本的“隼鳥2號”小行星探測器帶著從“龍宮”小行星采集的樣本回到地球，實現了日本、也是人類第二次小行星實地采樣，此為一“回”。

“隼鳥2號”是航天界一直在關心的型號。因為它飛行時間長、工作模式復雜，所以一直受到國際宇航界的高度關注。

12月5日，直徑40厘米、重16千克的“隼鳥2號”返回艙攜帶著來自“龍宮”小行星的樣本，降落在南澳大利亞的伍默拉自然保護區。

▲ “天車”和“毅力號”聯合測試

▲ “毅力號”鉆探大塊巖石的想像圖

▲ “龍宮”小行星外觀

作為“隼鳥2號”的主人，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）進行了密切跟蹤，第二天下午就找到了返回艙。

這次回收成功也意味著“隼鳥2號”的主要任務成功結束。它歷時6年，航程超過50億千米。

返回艙送回日本后，將在真空和氮氣條件下進行實驗室分析

“隼鳥2號”是日本第二次小行星采樣返回任務，技術挑戰性和復雜程度都非常高。該探測器于2014年12月由三菱重工公司的H-IIA火箭發射升空，并于2018年6月抵達目標“龍宮”小行星，在這顆直徑1千米的小行星附近停留了18個月，對這顆天體的成分、表面溫度和磁場進行了測繪和調查，并在其表面部署了3個著陸器。

▲ “隼鳥2號”的外形

“隼鳥2號”的采樣機構，是在“隼鳥1號”基礎上改進而來，它有一根1米長的采樣桿，頭部是喇叭狀。在采樣的時候要點燃炸藥，發射一枚5克重的鉭金屬彈丸，擊中“龍宮”表面，打出碎片，然后用“喇叭”來收集這些碎片。用這么復雜的方式所采集到的樣品重量大約是100毫克；然后再次取樣，獲得存在于地表下面的小行星原始物質。它們沒有受到空間環境的侵蝕，能體現小行星的原始成分。

據說，“龍宮”是在太陽系早期形成的，從那時到現在，它們的成分相對來說沒有什么變化。科學家們認為可能是這類行星通過撞擊，把水和有機物質送上了地球。

返回艙的成功回收，并不意味著“隼鳥2號”任務的終結。由于其離子發動機的氙氣燃料還剩下一半，“隼鳥2號”又調頭返回深空，通過地球的引力彈弓效應，執行一項擴展任務。

▲ “奧西里斯-雷克斯”采集小行星“貝努”表面樣品藝術概念圖

“隼鳥2號”將在2026年飛越小行星2001C21，然后再繞地球飛行兩次，2031年7月與一顆新目標小行星1998 KY26會合。1998 KY26是人類從未造訪過的天體。它的直徑只有30米，自轉周期只有10多分鐘。這對交會提出了新的挑戰，但也提供了一個難得的機會。

美國“奧西里斯-雷克斯”的采樣過程頗為驚險。“奧西里斯-雷克斯”的目標是一顆叫做“貝努”的小行星。它的頭部裝有一個叫做“觸摸式取樣裝置”（TAGSAM）的樣品收集裝置，采樣成功后，用機械臂將TAGSAM移動到艙內的適當位置，然后密封起來。

10月20日，TAGSAM成功地壓緊在貝努小行星表面幾秒鐘，采集到了不少物質。然而，因為采集得太多了，幾塊比較大的石子頂開了密封容器入口處的聚酯薄膜擋板，一些樣品漏了出去，好在容器內部還剩下不少樣品。

之所以會發生采集過量，是由于“貝努”的表面很脆弱。它并不是一塊完整而堅硬的石頭，更像是由一堆碎石組成。在短暫的接觸中，TAGSAM頭部扎入“貝努”大約有半米深。如果換成一名航天員踏上去，會沉到膝蓋或更深。不過，這樣的深度采集可以得到更多原始物質，而不是被陽光照射后失去了揮發性的物質樣品。

▲ “奧西里斯-雷克斯”上的觸地后即離開式樣品獲取機構

▲ 在廠房中被吊起的“奧西里斯-雷克斯”

亞利桑那大學負責這次任務的但丁g勞雷塔說，根據圖像分析，這次意外導致大約數十克樣品漏到了宇宙里。按照原來的計劃，要通過一個旋轉動作來測量采集樣品的質量，從而有效計算探測器的轉動慣量，進而給出控制參數。但是這樣一個動作會把更多樣品漏出去。于是他們決定盡快把密封容器送回艙內，跳過了對樣本進行稱重的動作。10月26日和27日，控制人員花了大約36個小時，才用機械臂將TAGSAM密封容器移動到樣本返回艙，小心謹慎地驗證其是否鎖定到位，然后封好。這個過程聽起來好像就是操作一個機械手而已，但是貝努小行星距離地球很遠，無線電信號跑上一個來回要半個小時，所以操作員們發出指令后，等半個小時才能看到結果，然后再發出下一條。

但不管怎么說，這是一次前所未有的成功任務。研究人員從“奧西里斯-雷克斯”發回的圖像判斷，密封容器里至少有400克樣品，遠遠超過了計劃采集的60克。2023年9月，“奧西里斯-雷克斯”將返回地球。

2020年深空探測年最大的失落者，或許就是歐洲和俄羅斯合作的“火星生命2020”計劃，因為受到疫情影響，雙方都不能確保在8月的時間窗口發射，于是只能繼續推遲下去，變成“火星生命2022”。這個計劃本來打算在2018年實施發射，但當時就因為美國宇航局跳票而錯失窗口，真是命運多舛。

航天發射任務有喜有憂

2020年度國外共進行了75次航天發射，69次成功，6次失敗，共將1000多顆衛星和3個深空探測器送入太空。還有11是次與國際空間站相關的發射任務，其中4次是載人飛行。另外，還有1次X-37B的試驗飛行和3次無載荷或模擬載荷發射。

“電子號”個頭雖小故事卻多

在2020年執行發射任務的公司中，比較有趣的是火箭實驗室公司，它可以被稱為本年度最善于為自己的型號起名的公司。這家企業雖然運營著世界上最小的火箭“電子號”，但是雄心壯志卻一點也不小。在2020年，火箭實驗室公司實施了6次發射，除了1月30日為美國國家偵察局實施的發射，另外5次都有著極具特色的名字。

6月13日，電子號火箭實施了年度第二次飛行。火箭攜帶了美國國家偵察局的一顆偵察衛星，波士頓大學和美國宇航局的各一顆立方星從新西蘭起飛。或許因為這次任務原本是從3月29號推遲過來的，后在5月份和6月11日又推遲了兩次，所以任務的名字叫做“現在別攔著我”（Don’t Stop Me Now）。

7月4日，電子號火箭實施年度第三次飛行，所攜帶的主載荷是日本佳能電子公司的CE-SAT-IB地球觀測衛星。佳能是世界知名的相機制造商，所以這次任務被叫做“拍照或者此事沒有發生”（Pics Or It Didn’t Happen）。然而一語成讖，火箭第二級在燃燒期間發生意外，星箭俱毀。

▲ “電子號”1月30日為美國國家偵察局發射NROL-151衛星，圖為廠房中的整流罩，上面有此次發射的徽標

▲ 6月13日，電子號火箭經過兩次推遲后終于實施了年度第二次飛行

▲ 7月4日，電子號火箭實施年度第三次飛行時發生意外，星箭俱毀

▲ In Focus

▲ Don’t Stop Me Now

8月30日，經過整改，電子號火箭實施了年度第四次發射。公司為這次任務起了一個鼓舞人心的名字“我不相信還能做得更好”（I Can’t Believe It’s Not Optical）。這次發射的特殊之處在于，只攜帶了一顆卡佩勒公司的雷達對地觀測小衛星，質量只有100千克。或許是因為上次事故之后痛定思痛，“我不相信還能做得更好”任務執行得相當順利。

10月28日，佳能公司再次提供了一顆CE-SAT-2B地球觀測衛星，連同行星實驗室公司的9顆“鴿群”遙感立方星，一起用電子號火箭發射升空。這次，火箭實驗室公司不敢再胡言亂語了，給任務起了一個名字叫“專注”（In Focus）。“專注”總比三心二意要強，這次發射同樣順利進入了軌道。

11月19日，電子號火箭實施了一次重要的發射——嘗試回收火箭第一級。“電子號”是一種小型火箭，沒有空間和載荷余量來采用“獵鷹9號”那種返回發射場、垂直回收的模式，因此它選用了航天飛機助推器的降落傘海上回收模式，任務名稱也因此而叫做“交還發件人”（Return to Sender）。本次發射把整整30顆小衛星送入軌道，之后第一級成功濺落在新西蘭海域。

電子號火箭的第六次發射是在12月15日實施的，載荷是日本Synspective公司的一顆雷達成像衛星。這家企業打算發射30顆雷達成像小衛星來覆蓋全球，特別是拍攝亞洲地區的大都市，為城市規劃和管理服務。因為雷達衛星可以在夜間成像，因此這次任務被命名為“貓頭鷹之夜開始了”（“Owl’s Night Begins”）。

▲ The Owl’s Night Begins 整流罩

目前還不知道2021年，電子號火箭的各次任務都會起什么名字。但如果這股風潮在整個商業航天界流行起來，我們也許會看到更多的創意吧。

事故多發的一年

▲ NROL-151任務徽標

▲ Return to Sender

▲ Pics Or It Didn’t Happen

2020年度是航天發射事故比較多的一年，有6次之多。這也是可以理解的，畢竟在疫情沖擊之下，航天已經比其他行業做得好很多了，出現一些事故再正常不過。

2020年第一個發射失敗的，是伊朗的“西末爾各”火箭。2月9日，它在試圖發射扎法爾1地球觀測衛星的時候沒有能夠成功。不過伊朗2020年干得不錯，兩個月后的4月22日，伊朗就用卡西德火箭成功發射了“諾爾”軍事衛星。雖然美國方面認為“諾爾”衛星并沒有成功，伊朗也沒有放出衛星拍攝的圖像，但“卡西德”火箭肯定是把一個載荷推進到了第一宇宙速度，使伊朗成為世界上第11個成功發射衛星的國家。

緊接著發射失敗的，是大富豪布蘭森爵士的空射火箭“運載器一號”。這枚火箭從宇宙少女號波音747載機上起飛后，并沒有能夠進入軌道，而是墜入了大海。“運載器一號”本來打算在2019年年初發射，后來推遲到2019年夏天，然后繼續推遲，在這個過程中，還丟掉了一網星座的發射合同。

7月4日，火箭實驗室公司的電子號火箭發射失敗。

▲ 2月9日，伊朗在嘗試發射扎法爾1號地球觀測衛星的時候沒有能夠成功

▲ 8月30日，電子號火箭將卡佩勒公司的雷達對地觀測小衛星發射升空

9月11日，美國阿斯特公司研制的“火箭3.1”小型運載火箭在阿拉斯加的太平洋航天港發射時遭遇失敗。這枚兩級火箭原本是為了響應美國國防高級研究計劃局的快速響應發射項目而研制的，此前已經多次因為技術、天氣因素錯過發射窗口。這次發射原本計劃在8月2日進行，由于高空風速太大、落區海面有船而推遲到8月30日，結果還是天公不作美，只能繼續推遲。9月11日火箭起飛后，第一級還沒有燒完就發生了故障，火箭直接墜毀。好在這次發射沒有攜帶有效載荷，未造成更多損失。12月16日，該公司再次嘗試發射“火箭3.2”由于末級速度不足，未能入軌，以失敗告終。

▲ 10月28日，電子號火箭一箭十星發射成功

▲ 11月19日，電子號火箭一箭30星發射成功，首次嘗試一級火箭傘降回收

▲ 12月15日，日本Synspective公司的雷達成像衛星搭乘電子號火箭升空

▲ 空射火箭“發射器一號”

▲ 美國阿斯特公司研制的“火箭3.1”小型運載火箭首飛失利

▲ 歐空局“織女星”火箭的事故可以算是本年度損失最大的一次發射

本年度損失最大的一次發射是11月16日歐空局“織女星”火箭的事故。本次發射攜帶了一顆叫做“智慧”的遙感衛星，正式名稱叫做SEOSat，還攜帶了一顆法國航天局研制的“塔拉尼斯”空間環境探測衛星，用于研究地球大氣電離層和空間環境之間的相互關系。這次發射原本計劃6月進行，但是因為疫情推遲到了8月25日，再推到9月，又因為火箭本身的問題繼續推遲到11月18日。即使如此，最后它還是沒能成功。按照歐空局的說法，是因為火箭上的一個插頭接錯了位置。考慮到“織女星”火箭主要研制活動是在意大利進行的，這個疫情嚴重的國家發生小的質量問題，并不是什么不可理解的事情，但造成的損失卻相當大。

衛星業務有繼承有創新

2020年的衛星行業，有傳統的延續，也有技術上的突破和創新。有3件事非常吸引人的眼球，一是5G技術發展引發13顆C頻段衛星訂單，二是一網星座的起死回生，三是諾·格公司的衛星延壽服務的開啟。

通信衛星市場有熱有冷

C頻段是衛星通信行業最早采用的頻段，也是應用最廣泛的頻段。這個上行頻率范圍為5925～6425兆赫、下行頻率3700～4200兆赫的頻段容量不大、通信速度不快，但是廣泛用于各種電話、電報、傳真、電視轉播、數據分發等業務，是衛星通信行業的基礎。最近十多年來，C頻段逐漸被Ku、Ka等頻段擠壓，使其越來越邊緣化。一般只有在替代舊衛星的時候，才會在新的衛星上搭載一部分C頻段的轉發器，沒有人再訂購全新的C頻段衛星了。

5G技術的發展卻突然打破了C頻段衛星被冷落的局面。2020年夏天，世界前兩大地球靜止軌道衛星運營商國際通信衛星公司和SES公司向波音公司、麥克薩爾公司、諾格公司和泰雷斯公司訂購了整整13顆全新的C頻段衛星，這在衛星采購史上是非常罕見的。主要原因，是為了在美國市場上把一部分C頻段的頻率資源騰出來。從上面的數字可以發現，C頻段的上行和下行帶寬分別是500兆赫。根據美國聯邦通信委員會的規劃，要把其中上下行較低的各300兆赫騰退出來給5G業務使用。

聯邦通信委員會在2020年2月批準了一項計劃，拍賣大部分C頻段頻率資源。拍賣中標者要賠償衛星運營商更換衛星和地面基礎設施的費用。聯邦通信委員會要求在2021年12月5日之前騰退120兆赫，2023年12月5日之前在騰出180兆赫。

如果能夠按時騰退，美國聯邦通信委員會將給予衛星運營商們總額97億美元的獎勵。C頻段衛星的技術難度比較小，僅僅在衛星上搭載上下行各200兆赫帶寬的轉發器，費用就更少，因此研制成本比較低。哪怕13顆衛星的采購和發射費加在一起，也遠遠不到97億美元。因此對衛星運營商來說，這是個穩賺不賠的生意。而且C頻段的用戶并沒有消失，這13顆衛星入軌之后，還是可以繼續賺錢的。

▲ 國際通信衛星公司是C頻段使用大戶

▲ 衛星要騰出C頻段為地面無線通信讓路

▲ FCC主席解釋騰退獎勵政策

在具體采購上，國際通信衛星公司從麥克薩爾（也就是勞拉空間公司的母公司）訂購了5顆C波段衛星，從諾斯羅普g格魯曼公司訂購了兩顆。SES從諾斯羅普g格魯曼公司、波音公司、泰利斯阿萊尼亞太空公司各買了兩顆。2020年早些時候，歐洲通信衛星公司也宣布，打算購買一顆C波段替代衛星，但經過研究之后發現，這家公司現有衛星上的C頻段閑置資源很多，簡單把一部分頻率關掉就可以，不需要購買新的衛星。

當然，這種C頻段衛星訂購大爆發是偶然事件。目前5G在美國只需要這么多頻段，政府不會沒完沒了地補貼衛星運營商。而且長期來看，C頻段完全淡出衛星通信的歷史舞臺也只是個時間問題。

雖然C頻段衛星訂購活躍，但其他類型的靜止軌道通信衛星市場卻慘淡到無以復加。

2020年，只有西班牙衛星公司、澳大利亞奧普圖斯公司、阿拉伯聯合酋長國的Yahsat公司和沙特阿拉伯的阿拉伯衛星公司各自訂購了一顆不是用來替代的靜止軌道通信衛星。具體來說，西班牙衛星公司向泰雷茲阿萊尼亞空間公司訂購了亞馬遜Nexus衛星，為南北美洲、格陵蘭島和北大西洋海上航線提供Ku波段覆蓋。空客航天防務公司獲得了為奧普圖斯公司建造奧普圖斯-11衛星、為阿拉伯衛星公司建造Badr-8衛星和為Yahsat建造瑟拉亞-4ngs衛星的合同，局面之慘淡史無前例。

造成這種情況的原因有兩個，第一個原因是衛星制造商們自己造成的。由于高通量衛星的發明，以前要10多顆、甚至20多顆衛星才能提供的帶寬，現在只要一顆就可以了。衛星使用者們當然大喜過望，雖然衛星單價比以前貴了一些，但大大節省了發射和保險費用，而且高通量衛星也僅僅比傳統衛星貴兩三倍而已。與此同時，衛星用戶的需求量并沒有發生10倍、20倍的增長，導致市場對衛星數量的需求急劇下降，從10多年前的每年20多顆下降到如今的不到7顆。其次是低軌道寬帶通信衛星系統的崛起，“星鏈”一次就要送60顆衛星入軌，僅僅考察衛星數量的話，是全世界靜止軌道衛星好幾年的發射量。這些衛星都采用高通量技術，單星容量未必小于傳統通信衛星。在“星鏈”之外，還有大量其他低軌道寬帶通信衛星正在籌劃和建設，包括“一網”星座，加拿大“低軌電信星”星座，“相對論”星座和中國的兩大星座等。這些衛星所能提供的通信容量，會讓傳統通信衛星看起來就像撥號電話一樣陳舊過時。

對衛星制造商群體來說，好消息是這些低軌道星座的制造合同多數還是落入了他們手中。畢竟通信衛星就是通信衛星，制造它們所需要的專業知識和設施，并不是可以輕易復制的。例如一網星座的制造合同由空客公司負責，低軌電信星的制造由麥克薩爾公司負責。這樣說來，雖然馬斯克的4萬多顆衛星都是他自己設廠建造的，但其他星座的數量并不少，制造商們接到的衛星訂購數量并沒有減少，反而增加了。

除此之外，各國政府依然在訂購地球靜止軌道的衛星，用于軍事通信和導彈預警等項目。這些訂單數量不少，至少波音、洛馬、空客、泰雷斯阿萊尼亞這4家公司是可以靠政府項目活下去的。諾·格和麥克薩爾雖然沒有拿到太多靜止軌道衛星合同，但有大金額的科學衛星、載人航天合同在手中。

▲ SES公司訂購的兩顆C頻段衛星

最后一個市場要素是電視直播衛星。這對于很多住在郊區的美國人來說，是精神生活的必需品。這種衛星的壽命大概是15年。考慮到發射的先后批次，大概每隔5年就會出現一次直播衛星換代的小高潮，帶來一定數量的訂單。所以，2020年這13顆C頻段衛星的訂單，很大程度上可以起到維持衛星生產線、維持員工隊伍的作用，對產業是有利的。

起死回生的一網

2020年對于低軌道寬帶通信衛星來說，不僅僅有“星鏈”的高強度部署，也有“一網”星座的起死回生。

“一網”星座是本輪低軌道寬帶互聯網星座創業熱潮的先行者。在馬斯克提出12000顆乃至42000顆的星座規模之前，“一網”以900顆的規模便顛覆了人們的認知。但是2020年的疫情對于“一網”來說卻是一場無妄之災。因為主要股東軟銀公司投資失敗、陷入困境，在2020年3月中止了對“一網”的資金支持，導致這個具有很大潛力的企業當場休克。

▲ 部署完成后的一網星座軌道圖

當然，一網公司作為一個擁有核心技術和良好前景的企業，不會就這樣走向終點，無非是怎樣重組資產而已。重組活動啟動之初，甚至有中國企業對此發生了興趣。但是一網公司股東委員會提出的條件卻有那么一點稀奇：打算把這家企業最寶貴的資產頻率資源拿出來作為交換條件，吸引新的戰略投資者。衛星通信的頻率資源就好比是蓋房子的地皮，是開辦業務的基礎，在這樣的條件下，中國買家肯定不會被允許入內。

一段時間后，答案終于揭曉。一網公司迎來的“救星”不是一個，而是兩個。首先是英國政府，第二個是印度電信公司Bharti Global。這也讓人們想起了一個經常被淡忘的事實：一網公司的主要活動雖然都在美國展開，但公司其實是在英國注冊的。

英國政府和印度電信公司一共出資10億美元，競購一網公司45%的股份。其實這當中并沒有什么波折，也沒有什么競爭者，不過談判期間正值西方新冠疫情最為猛烈的階段，因此進展緩慢，大量一網公司員工被遣散回家，衛星制造和發射活動也被迫中斷。

到了夏季，疫情因為氣溫上升而有所緩解，相關方才得以辦理相應手續。7月，雙方共同向美國聯邦破產法院提交的申請才進入審查。經過3個月的工作，破產法院批準了這項重組活動。到11月20日，一網公司的重組活動正式完成。不但英國政府和印度電信公司成了新的大股東，還任命了新的總裁。

▲ 一網星座在佛羅里達的工廠

▲ 一網衛星從拜科努爾升空

▲ 震動測試中的一網衛星

英國政府和印度電信公司在這場交易中各有出發點。

英國政府一直對航天事業沒什么興趣，雖然英國企業和私人在航天產業中還是比較活躍的，而政府卻連個航天局都沒有，更沒有官方航天計劃。但是隨著美國商業航天的興起和發展，英國政府似乎如夢初醒，不但成立了航天局，還打算在蘇格蘭北部建立一個航天發射場。看上去英國政府似乎有點“傻”，但實際上這是出于一種“不見兔子不撒鷹”的思維和“小政府”立場。由于英國經濟多年毫無起色，制造業空心化日益嚴重，稅源枯竭的英國政府也只好出手扶持新興產業，投資一網公司算是其中一項。英國商務部長在一份聲明中說：“這一戰略投資表明了政府長期以來對英國航天部門的承諾，以及我們將英國置于太空技術最新進展的最前沿的雄心。”

印度電信公司則是抱著撿便宜的態度出資的。這種西方高新技術企業一般都被股東牢牢控制，想要進入其中并且占據核心的位置，只能靜待這種可以趁人之危的機會。印度電信公司表示，“我們認識到，一網公司有寶貴的全球頻譜優先權，我們受益于迄今為止已經投入的33億美元”。

不管這兩家有什么目的，至少挽救了這個星座。根據美國聯邦破產法院的文書，一網星座的衛星發射可以恢復了，12月，新的衛星已搭載在俄羅斯“聯盟”火箭上發射升空。

商業化在軌服務

▲ MEV-1接管901衛星的姿軌控

2020年2月25日，美國諾格創新系統公司的“任務擴展航天器”（MEV-1）成功把機械臂插進了國際通信衛星901的發動機噴管里，實現剛性對接。隨后接管了這顆衛星的姿態和軌道控制，把它從墓地軌道帶回地球靜止軌道，重新投入使用。這是人類首次以購買“延壽服務”的形式為在軌航天器提供支持，可以算得上“商業化在軌服務”第一單。此后的8月16日，MEV-2發射升空，并計劃于2021年與仍在軌道上運行的國際通信衛星10-02會合，為其提供服務。

這種“在軌服務技術”，實際上就是用一個服務機器人接管燃料耗盡的老舊通信衛星，讓它能繼續保持在軌工作。但是目前，僅有國際通信衛星公司是這一服務的主要客戶，多數衛星公司對在軌服務技術并不是很熱情。

▲ MEV-1插入國際通信衛星901成功

這也是有原因的。國際通信衛星公司為了給一顆衛星延長5年壽命，總計要支付給諾格公司6500萬美元的服務費。而一般的大型靜止軌道通信廣播衛星采購價大約是兩億美元左右，發射服務費大約是5000～6000萬美元，在軌可以工作15年。與MEV-1的對接能讓一顆衛星再工作5年，等于省了8000多萬美元。這樣算來，并沒省多少錢。為了1500萬美元，似乎沒有必要如此大費周章。

盡管如此，在軌服務技術還是有很大的發展空間的。目前使用的MEV在整個延壽期間都必須與被服務衛星連接，而最理想的在軌服務航天器，應在維修或加注完成后就可以分離待命或準備下一次任務。這也是未來真正在軌服務的方向，諾格公司正在研發的下一代在軌服務平臺MPV就是這個思路。

事實上，有一些孤品衛星還是很有價值延長壽命的，最典型的就是哈勃空間望遠鏡。這種只造一顆的科學衛星造價高昂，很多關鍵元器件都是單件定制的，有著巨大的價值，只要還能繼續工作，就應該設法延長它的壽命。各國都在規劃各種各樣的空間望遠鏡，多數都值得長期維持下去。

SpaceX：抗疫之年最亮眼的那顆星

2020年春季，第一輪新冠疫情在西方肆虐，整個社會經濟生活都遭到了沉重打擊。工廠停工、學校停課、科研單位回家辦公成為常態。但是太空探索技術公司（SpaceX）和馬斯克卻堅持推動全年的發射計劃不中斷。這種做法是不是符合防疫要求暫且不論，但至少讓美國今年的航天成績相當不錯，和不忍直視的抗疫成績形成了鮮明對比。

馬斯克在2020年度實現了3個重要突破，首先是實現了載人航天飛行，其次是初步達成了星鏈星座的組網和測試，第三是正式進入了軍火商的行列。

實現載人航天飛行

太空探索技術公司在2020年度實施了兩次“載人龍”飛船的飛行，把6名航天員送入太空。這件事無論對美國還是世界航天的意義都非常重大。特別是2011年航天飛機退役之后，美國暫時失去了載人航天能力，從國會、政府高層、美國宇航局到航天評論界，都非常希望美國企業能盡快制造出新的載人飛船，恢復這項重要的戰略能力。

2020年5月31日，“載人龍”實施了第一次載人飛行，航天員羅伯特·貝肯和道格拉斯·赫利乘坐飛船安全地進入了國際空間站，8月2日安全地返回了地球。這是世界上第一次由一家私營企業成功研制了載人飛船，也為美國航天注入了一針強心劑。2020年11月16日，“載人龍”第一次正式的業務飛行啟動，4位航天員（包括1名日本航天員）成功進入國際空間站。

“載人龍”飛船投入使用，不但再次拉開了美國和俄羅斯航天之間的差距，也證明了美國才是西方陣營當中真正的航天領袖，無論歐洲還是日本，都不具備獨立研制載人飛船的決心和能力。

▲ 載人龍飛船首次正式載人任務

▲ 載人龍飛船發射升空

“載人龍”的飛行還挽救了國際空間站的未來。隨著俄羅斯航天工業的衰退和美國航天投資重點轉向月球，國際空間站未來如何運營、如何維持，就成了個大問題。美國宇航局計劃在2024年之后實現國際空間站的商業化，但這樣做的前提是具備可靠的天地往返運輸能力。“載人龍”的成功為這樣的想法提供了堅實的物質基礎。

大量部署“星鏈”

在積極研發“載人龍”的同時，太空探索技術公司還在實施另一項最重要的工作，就是“星鏈”低軌道互聯網星座的部署。這項工作不但對馬斯克和太空探索技術公司本身有重要意義，對寬帶互聯網星座產業同樣意義重大。2020年4月，由于疫情影響了公司經營，“星鏈”的競爭者一網公司遭到了沉重打擊。主要投資人軟銀公司撤出投資，導致一網公司當即破產，經過重組，在英國政府的支持下才重新進入運行狀態。在一網公司“宕機”的那段時間里，“星鏈”幾乎成了低軌道寬帶互聯網星座搞下去的唯一希望。

▲ 第9批發射的“星鏈”衛星和3顆天星C型

▲ 完成測試的載人龍飛船

馬斯克并沒有讓支持者們失望。他在這一年里為“星鏈”做了兩件事，首先是先后發射14次，送835顆衛星入軌，入軌衛星總數達到了895顆。這已經是人類有史以來發射的規模最大的星座，也是部署最快的星座。雖然有3%的衛星已經在軌失效，剩下的衛星足夠馬斯克啟動公開測試了。

測試就需要天地聯通，因此馬斯克在6月發布了“星鏈”終端天線。8月，太空探索技術公司發布了第一輪測速結果，基本上和地面光纖入戶的速度相當。即使考慮到測試的用戶數量少，這個結果也還算不錯。雖然“星鏈”正式投入使用后，急劇增加的用戶肯定無法享受到這么快的單用戶速度，不過對4G網絡都沒有的歐美鄉村地區來說，這已經是救世主的福音了。

▲ 載人龍飛船首次正式載人任務的航天員（從左至右）香農·沃克、維克托·格洛弗、邁克爾·霍普金斯以及日本航天員野口聰一

▲ 整流罩上的STARLINK標志

10月，太空探索技術公司發布了“星鏈”服務的收費標準，其中終端購置費為499美元——這是DIY安裝的價格，請工人安裝還要加錢；月服務費則為99美元不限時。如果是在中國，這樣高的價格，連上門咨詢的人都沒有，但是在美國已經引發了一片歡呼之聲。大批用戶蜂擁而來幾乎是定局。

躋身軍火商行列

▲ 航天員鮑勃.本肯（左）和道格拉斯.赫爾利（右）

▲ 兩位航天員與獵鷹9號火箭和載人龍飛船合影

▲ 準備執行首次正式載人任務的載人龍飛船和獵鷹9號火箭

上面兩項工作都消耗了馬斯克的大筆資金。雖然“載人龍”得到了美國宇航局的撥款，但考慮到美國的人工成本，這筆錢也只不過是保本而已。“星鏈”的投入巨大，能夠收費的日子卻還遠遠沒有到來。馬斯克從社會上吸引了不少投資，但這些錢都是要還的。因此，他急切地需要找到一個能簽下大筆合同又帶來豐厚利潤的用戶。最好的對象，當然是美國軍方。

2020年，馬斯克一共簽下兩筆軍火大單。

▲ 獵鷹9號火箭發射“星鏈”衛星

▲ 在軌道上飛行的SES-2衛星

第一單是在“星鏈”衛星的基礎上，為美國導彈防御局研制4顆導彈預警衛星。這個合同是與L3哈里斯公司一起獲得的，后者也要選擇一種衛星平臺，來制造4顆導彈預警衛星。馬斯克得到的合同價值1.4億美元，也就是說每顆導彈預警衛星價值3000多萬美元。而“星鏈”衛星的價格只有100萬美元，可以說利潤豐厚。而且衛星上的相機并不需要由馬斯克自己研制，直接采用多年前美國導彈防御局在歐洲SES-2衛星上搭載試驗的寬視場紅外相機。

第二單是和美國國防部直接簽署的，內容更為驚世駭俗，是采用馬斯克正在研制的不銹鋼火箭“星船”為美國軍隊提供海外補給。按照合同要求，馬斯克要嘗試著制造一種載重達到100噸的“星船”，從美國起飛，經過亞軌道飛行后抵達美國的任何一處海外基地，為當地的美國大兵們提供武器彈藥、軍需物資。如果取得成功，這將是航天史上的一個重大突破。

除此之外，馬斯克還是2020年國外航天發射的頂梁柱。他的“獵鷹9號”在這一年里實施了24次發射，超過了所有其他型號的火箭。2020年的第一次發射就是“獵鷹9號”實施的。而且馬斯克在這一年里沒有發生過任何發射失敗和第一級回收失敗，僅僅在9月發生了一次臨時關機、推遲發射。不過一周之后，“獵鷹9號”還是順利升空。

▲ 重復使用的獵鷹9號箭體上帶著大量的燒灼痕跡

11月25日的發射還是“獵鷹9號”第100次升空，也是這枚火箭第一級的第7次重復使用。所有這些發生在一家成立只有20年的企業身上，都可以稱之為奇跡。

▲ “星船”助推器分離的藝術想像圖