

2011年1月,位于山景城的一家卫星成像初创公司的首席机械技术员弗雷德·比利亚戈麦斯驾车向东,绕着旧金山湾一路开往弗里蒙特。他的目的地是一家名为NUMMI的汽车工厂——这是通用汽车与丰田的一次失败合资企业,其资产即将被拍卖。比利亚戈麦斯在工厂里转了两天,竞拍铣床、车床和手动工具。”我们几乎以跳楼价买到了建立一条精益卫星制造生产线所需的全部设备,”Skybox Imaging联合创始人兼首席产品官丹·伯肯斯托克回忆道。用收购汽车装配线来制造卫星,听起来非比寻常——但在Skybox,非同寻常才是常态。
在创新世界里,借鉴他人的想法或将某项技术挪作他用,古已有之。扶梯最初是作为科尼岛的游乐设施而构想的;钢筋混凝土由一位巴黎园丁发明,他只是想要更坚固的花盆;比尔·盖茨借鉴了BASIC的架构,史蒂夫·乔布斯借鉴了桌面隐喻。但鲜有公司能像Skybox这样富有创意地”借用”——他们将六种消费品的技术融为一体,意图颠覆封闭保守的卫星成像行业。

Skybox的创意萌生于2008年。彼时,受过航空航天工程训练的伯肯斯托克正担任一名数据科学家,负责追查潜在的核技术走私者。为了获取地球另一端工业设施的准确信息,他查阅卫星图像,却发现手头能用的图像往往已是数月乃至数年前的旧影。
地球轨道上运行着约1000颗卫星,其中为商业市场采集高分辨率图像的不足1%,而且许多政府机构实际上可以”征用”卫星的使用时间。换言之,能够及时拍摄地球的成像卫星根本不够用。伯肯斯托克发现,虽然卫星对地球上某些地方的过境频率接近每季度一次,但地球上大多数地方每年只被拍摄一次。为什么没有更多卫星收集高分辨率图像?因为按传统方式建造并发射一颗卫星的成本超过10亿美元。

伯肯斯托克和他的三位Skybox联合创始人立志打造一颗造价极低的成像卫星。他们从CubeSat中汲取灵感——CubeSat是1999年斯坦福大学几位航空航天工程教授构想的一种DIY卫星,可用RadioShack(美国零售电子元件商店)的零件搭建,并以”搭便车”的方式随其他载荷一同发射升空,总成本约为6万美元。此后,众多研究团队已将这种微型卫星送入太空。
Skybox团队的目标,是找到CubeSat(体积太小、精度太差,无法采集有价值的图像)与造价高得令人望而却步的NASA级成像卫星之间的最佳平衡点。他们沿用了DIY的思路,但将材料来源从RadioShack升级,尽可能寻找高品质零部件和巧妙的变通方案。”在电源、导航和通信方面,我们想方设法改造那些在家得宝或运动用品商店就能买到的东西,使其能够在太空中正常工作,”伯肯斯托克说。
以成像卫星最核心的任务为例:拍照。”传统卫星像线扫描仪一样工作,逐行采集图像,”伯肯斯托克说。机载复杂系统再将数千行数据拼合成图像,并发回地球。相比之下,Skybox卫星采用一种为夜视仪研发的二维视频传感器,加上借鉴自高端数码相机的部分电子元件来拍摄视频。Skybox软件改良自MRI和超声波设备,能够读取传感器数据并实时压缩,再利用与DirecTV(美国卫星电视服务商)基本相同的技术将数据发送回地球。
视频数据在地面完成解析和重组,生成可用的高分辨率图像,这使得Skybox得以制造出结构更简单(因而更小巧、更廉价)的卫星。

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