傳統(tǒng)航天工業(yè)是產(chǎn)品需要高可靠性和廣泛測(cè)試的地方;已經(jīng)建立傳統(tǒng)和專業(yè)知識(shí)的公司主導(dǎo)著這個(gè)行業(yè)。最近出現(xiàn)的太空2.0（現(xiàn)在經(jīng)常提到新興的私人或商業(yè)航天行業(yè)）提供了更多的機(jī)會(huì)。有興趣在Space 2.0市場(chǎng)尋求機(jī)會(huì)的承包商應(yīng)尋求與成熟的Space 1.0組件制造商合作，這些制造商可以利用其在傳統(tǒng)空間產(chǎn)品方面的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。最后，正是這些經(jīng)驗(yàn)豐富的公司處于使Space 2.0承包商取得成功的最佳位置。

質(zhì)量勝于數(shù)量的原則一直是航天工業(yè)的基石：自 1950 年代太空探索開始以來，傳統(tǒng)的航天器在設(shè)計(jì)時(shí)一直強(qiáng)調(diào)質(zhì)量，這意味著工程師在對(duì)部件進(jìn)行廣泛測(cè)試后僅使用耐輻射組件。然而，在過去十年中，出現(xiàn)了一種稱為“太空2.0”或“新空間”的新趨勢(shì)。該戰(zhàn)略是部署大量冗余和相對(duì)便宜的衛(wèi)星，而不是少數(shù)堅(jiān)固而昂貴的衛(wèi)星。這種方法正在迅速普及，并在公司和組織中受到關(guān)注，無論他們是尋求部署全球通信基礎(chǔ)設(shè)施還是創(chuàng)建具有非常高重訪率的成像系統(tǒng)。

在每種情況下，輻射耐受性——組件和系統(tǒng)承受太空輻射破壞性影響的能力——都是工程師必須考慮的重要因素。不出所料，這可能是一個(gè)問題。廉價(jià)的商業(yè)部件通常不進(jìn)行空間輻射測(cè)試或表征;通常，需要的衛(wèi)星開發(fā)人員無法獲得重要的輻射數(shù)據(jù)。

為了減輕輻射效應(yīng)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行造成廣泛干擾的風(fēng)險(xiǎn)，衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以從與在傳統(tǒng)耐輻射空間部件方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的組件制造商合作中受益;這樣，新來者將獲得有關(guān)測(cè)試這些商業(yè)部件和獲得準(zhǔn)確輻射數(shù)據(jù)的知識(shí)。

傳統(tǒng)方法 – 空間 1.0

空間硬件的設(shè)計(jì)者面臨著兩個(gè)基本問題：空間中的輻射效應(yīng)和與在軌故障相關(guān)的高機(jī)會(huì)成本。

兩種類型的輻射對(duì)電子元件的損害值得關(guān)注。由粒子輻射引起的電離輻射和自發(fā)單事件翻轉(zhuǎn)（SEU）的長期積累對(duì)航天器都是致命的。傳統(tǒng)航天器的設(shè)計(jì)者通過選擇具有輻射效應(yīng)特征的組件或采購經(jīng)過刻意硬化以承受空間輻射破壞性影響的組件來減輕這兩種影響。

發(fā)射衛(wèi)星的成本高，開發(fā)時(shí)間長，執(zhí)行維修任務(wù)不切實(shí)際，因此需要使用具有最高篩選水平（如QML五級(jí)）的部件。為了使零件在這些惡劣環(huán)境中具有可靠性，它必須經(jīng)過數(shù)百萬設(shè)備小時(shí)的細(xì)致測(cè)試。例如，航天工業(yè)中的一些現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）系列的測(cè)試時(shí)間超過3500萬小時(shí)。

輻射表征和可靠性測(cè)試既昂貴又耗時(shí)，導(dǎo)致組件比商業(yè)同類產(chǎn)品貴得多。此外，具有足夠強(qiáng)大的輻射和可靠性血統(tǒng)的組件通常比其商業(yè)同類產(chǎn)品落后一代或多代。

新方法 – 空間 2.0

雖然廉價(jià)的商業(yè)塑料包裝部件在深空沒有立足之地，也沒有在關(guān)鍵的軍事和國防太空任務(wù)中飛行，但在某些情況下，它們可以用于低地球軌道任務(wù)。對(duì)于一些太空計(jì)劃，使用完全合格的組件是根本負(fù)擔(dān)不起的。使用商用現(xiàn)貨 （COTS） 部件通常是滿足任務(wù)性能和成本要求的唯一方法。例如，一些由數(shù)百或數(shù)千顆衛(wèi)星組成的現(xiàn)代星座實(shí)際上計(jì)劃通過部署大量用于相同目的的衛(wèi)星，在系統(tǒng)級(jí)別創(chuàng)建冗余，而不是購買具有高度可靠性和輻射測(cè)試的組件。

機(jī)遇和問題

最近，一些大型新太空星座被各大公司提出。2017年2月，衛(wèi)星電信初創(chuàng)公司OneWeb在2016年12月軟銀主導(dǎo)的12億美元超額認(rèn)購?fù)顿Y的鼓舞下，即將在其先前提議的數(shù)百顆衛(wèi)星星座的基礎(chǔ)上再增加2000顆衛(wèi)星。［1］ 2017年2月，成像公司Planet創(chuàng)造了歷史，發(fā)射了迄今為止最大的微型衛(wèi)星有效載荷：88顆微型衛(wèi)星。

近年來，美國軍方也對(duì)商業(yè)零件表現(xiàn)出興趣。對(duì)于特定任務(wù)的小型衛(wèi)星，軍方使用商業(yè)部件將有利于降低發(fā)射成本，并最大限度地減少從決定制造到發(fā)射之間的時(shí)間。在軍事背景下，將能力分散到多個(gè)資產(chǎn)中會(huì)使敵人更難攻擊該能力，從而為軍事規(guī)劃者考慮冗余、相對(duì)便宜的衛(wèi)星星座提供了額外的動(dòng)力。

顯然，這種用更便宜的商業(yè)組件建造大型衛(wèi)星星座的想法正在迅速普及，并且已經(jīng)得到了谷歌和SpaceX等許多大型公司的投資。然而，有更多的潛在客戶觀察這些新太空任務(wù)的有效性和結(jié)果;每個(gè)人都在等著看是否值得投資Space 2.0。

在福布斯最近一篇題為“如何贏得太空2.0熱潮的大投資”的文章中，天使投資人布蘭登·法威爾（Brandon Farwell）表示，新太空項(xiàng)目最近的成功“催化了風(fēng)險(xiǎn)投資界對(duì)太空的興趣”。［2］

但是，當(dāng)存在一種常見的故障模式在制造批次中逃避商業(yè)測(cè)試時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)Space 2.0策略的一個(gè)大問題。然后，一種部件類型的故障模式不僅會(huì)影響衛(wèi)星上的一個(gè)系統(tǒng)，還可能影響整個(gè)艦隊(duì)。

雖然單顆衛(wèi)星的故障可能不會(huì)削弱星座的功能，但大規(guī)模災(zāi)難性故障仍然是可能的，可靠性測(cè)試和輻射特性的要求仍然存在。對(duì)于尋求設(shè)計(jì)新太空星座的航天公司來說，主要問題是商業(yè)組件制造商通常沒有專業(yè)知識(shí)和資源在惡劣的輻射環(huán)境中測(cè)試他們的部件并提供輻射數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)航天制造商：完美資源

有興趣在Space 2.0市場(chǎng)尋求機(jī)會(huì)的空間承包商應(yīng)尋求與成熟的Space 1.0部件制造商合作，這些制造商可以利用其在傳統(tǒng)空間產(chǎn)品方面的經(jīng)驗(yàn)和專門知識(shí)來組裝和測(cè)試其耐輻射設(shè)備的更便宜的商業(yè)等效物。這些公司處于最佳位置，可以利用他們的傳統(tǒng)，實(shí)力以及對(duì)可靠性，輻射和包裝要求的理解，為Space 2.0公司提供解決方案。最重要的是，它們可以向新空間衛(wèi)星系統(tǒng)和子系統(tǒng)承包商提供非空間級(jí)組件的輻射數(shù)據(jù)，以便在設(shè)備選擇期間使用。

審核編輯：郭婷