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小型衛星運載火箭有機會成功嗎?

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2020年11月25日

圖、小型衛星運載火箭有機會成功嗎?
 
小型衛星的興起也帶動了人們對小型火箭的興趣,但業界人士並不認為這利基市場可以獨自形成商業領域發展。至於,小型火箭或微型發射器引發熱潮的原因,來自於網路衛星發射型態的轉變,新的網路衛星從過去在高處同步軌道的少數幾顆衛星而漸轉向在低地球軌道上(LEO)部署大量的小型衛星。
 
根據聯合發射聯盟(United Launch Alliance)曾表示,2019年市面上有超過120家可攜帶小型衛星的微型發射器(microlauncher)新創公司,但今年(2020)家數明顯大幅減少。推測該減少原因,可能受COVID-19疫情大流行影響而引發資金斷鏈。
 
在過去十年間,有1,805顆小型衛星被送上軌道,諮詢公司Euroconsult預計到2030年軌道上的小型衛星數量將提高到10,000顆。截至今年11月1日為止,2020年發射的1079顆衛星中,有95顆是小衛星。而其中有四分之三來自於SpaceX旗下的Starlink衛星網路。
 
法國智庫Foundation for Strategic Research表示,基於微型發射器的各項成本都相對低很多,而造就許多新創企業和小型公司創造出一個微型發射器的市場。
 
根據Euroconsult調查,目前只有兩類小型火箭在運行。一個是中國的快舟一號(Kuaizhou-1),另一個是美國新創Rocket Lab設於紐西蘭的Electron火箭。
 
發射測試失敗有:
  • 英國大亨Richard Branson旗下的維珍軌道(Virgin Orbit)2020年5月測試了由飛機發射的LauncherOne火箭,但由於技術故障而失敗。
  • 美國的發射服務公司Astra 於9月進行的測試也失敗了。但,Astra近期併購Holicity以達成借殼上市,並成為美國首家上市的小型火箭製造商。旗下員工約120人,該公司專注於生產小火箭,旗下客戶除了私人企業外,還包括美國國防部與美國太空總署(NASA),同時標榜「只要250萬美元將100公斤衛星送入地球低軌道」。
即將發射有:
  • 印度太空機構計畫在2020年12月進行SSLV(Small Satellite Launch Vehicle; 小型衛星運載火箭)的首次發射。
  • 西班牙的PLD Space正在設計一枚火箭,計畫從安達盧西亞發射。英國的Orbex則計畫從蘇格蘭北部發射其Prime火箭。
  • 義大利的Avio和德國的OHB都在研究亞利安(Ariane)火箭,這兩家公司都有自己的微型發射器專案。Avio計畫研製輕型版的Vega火箭,而OHB正在設計其RFA One運載火箭。
持反對意見者 認為微型發射火箭不切實際
也有持反對意見,認為發展微型發射器(microlauncher)是不必要的。Arianespace執行長Stephane Israel就為將小型衛星送上低軌道的需求,而需要微型發射器的說法,並不符合實際。反而,因須將很多衛星快速送入軌道,因此把它們裝入一個大型運載火箭上,反而更為有利。
 
SpaceX小型火箭共乘計劃採取一箭多星以降低價格
大型運載火箭,例如:SpaceX每枚獵鷹9號火箭可搭載60顆Starlink衛星,如此而降低發射成本。SpaceX小型火箭共乘計劃(smallsat)採取低價策略,吸引並徹底改變了小型衛星公司的商機及命運。SpaceX提供小型火箭共乘(smallsat)商業服務,每顆200公斤小衛星基本收費200萬美元,超過每公斤額外增加5,000美元。從2020年3月開始,每月至少提供一次共乘發射機會。因此,SpaceX表示,微型發射器小眾市場意味著不會再有成長的空間,最終只會剩下二到三家的小型火箭的公司。
 
解決單一需求或許是小型運載的機會
小型運載火箭面臨的根本挑戰是每公斤運載成本,規模經濟效益下,在運載火箭容量可以填滿的情況下,會傾向使用大型運載火箭。但蘇俄使用質子運載火箭(Russian Proton rocket)提供商業發射服務的International Launch Services公司負責人Tiphaine Louradour指出,他們可以為客戶布局衛星上太空提供速度上的優勢。還有,這些微型發射器更多的是為了解決政府需要立即進入太空的需求。所以,只裝有一顆衛星的小型火箭可以比大型火箭更快地做好發射準備。這也使它們在替換受損衛星方面具有優勢。(1256字;圖1)
 

[註解] 所謂小型衛星包括小型衛星、微型衛星(10~100公斤)、奈米衛星(1~10公斤),重量通常不超過500公斤,主要用途於地球觀測與氣象,科學研究與探索,通信,監視與安全,測繪與導航,最終用戶於商業,軍事,公民/政府。
 
 
參考資料:
Will small rockets finally lift off? Japan Today, 2020/11/19.
小型衛星市場成長快速 散熱卻是成敗關鍵之一。科技產業資訊室 (iKnow),2020/8/14。
SpaceX小型衛星共乘計畫,低價吸引Planet加入。科技產業資訊室 (iKnow),2020/6/11。 


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