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勞拉勞拉,你還行不行

2019-05-25 03:06遲惑
太空探索 2019年5期
關鍵詞:高通量通信衛星顆衛星

文/遲惑

▲勞拉制造的衛訊一號衛星開創了新時代,也給自己帶來了麻煩

2019年3月1日,美國馬克薩爾公司宣布,考慮到公司在2018年虧損達到12.6億美元,決定解雇250名員工。這則消息讓人百感交集。馬克薩爾公司的衛星制造部門,就是著名的勞拉空間系統公司,是西方最先進的商業通信衛星制造商之一。然而它最近幾年陷入了嚴重的經營困難,前途暗淡。

回顧勞拉公司的歷史,它在數十年的經營中制造了多少衛星呢?勞拉公司此前并不熱衷于宣傳自己的成就,但與MDA公司合并之后,宣傳風格為之一變,在網站上公布了所有曾經制造和發射的衛星——包括發射失敗的——不過,統計中還列入了一些合并前由MDA公司制造的衛星,讓統計工作頗有混亂的感覺。如果只統計靜止軌道(GEO)衛星,那么勞拉是在1966年第一次拿到衛星制造合同的,為美國軍方制造天網-1A通信衛星,在1969年發射。迄今為止,勞拉總共拿到了186顆衛星的合同,其中有7顆正在制造或等待發射。另外179顆衛星中有9顆在發射時失敗,其他都進入軌道服役。作為一家衛星制造商,這個數字是相當亮眼的。

這樣的制造商,為什么居然會走到混不下去的程度呢?其實這很大程度上是勞拉自己引發的。

萎縮的市場

▲波音等其他美國企業還有空間站、運載火箭等宇航任務,通信衛星市場萎縮帶來的沖擊有限

勞拉善于制造地球靜止軌道通信衛星,但這個市場近年來急劇萎縮。傳統上,每年全球衛星運營商總計要訂購20多顆衛星。但是在2018年全年,訂單只有8顆,下跌了一半都不止。這其中還有兩顆不是傳統的大型衛星,而是比較小的型號。其中國際通信衛星公司訂購的銀河-30號合同被軌道科學·ATK公司(現在是諾斯羅普格魯曼的一部分)奪得,采用2噸平臺制造;還有一顆叫做填隙衛星一號的合同,被新興制造商“陸地軌道”奪得,這顆衛星更小,只有幾百千克。勞拉公司原本在2018年的成績還算不錯,取得了3顆衛星的合同。歐洲空客公司奪得兩顆,泰雷斯-阿萊尼亞公司奪得一顆,都是歐洲通信衛星公司的訂貨。

實際上,2012~2017年,地球靜止軌道通信衛星的訂貨量一直在下降。在此之前,勞拉每年都能拿到6顆左右的訂單,2009年甚至拿到了8顆。3顆衛星的合同自然比不上6~8顆衛星合同在手的歲月。然而到了10月,一個晴天霹靂打在勞拉公司頭上,以色列空間通信公司取消了AMOS-8衛星的合同。這樣,全球全年的大型衛星合同只剩下了5顆,勞拉公司手里只有兩顆。

取消AMOS-8衛星的原因并不是因為空間通信公司經營困難,而是以色列國內的異議。以色列飛機工業公司IAI本身具備制造地球觀測衛星的能力,2018年在發射臺上被炸毀的AMOS-6衛星也是IAI制造的。以色列輿論希望能夠實現國星國造,到底是1.12億美元的生意,放在國內可以養活不少以色列工程師。而且以色列政府還打算為此提供一些財政支持。但對勞拉來說,這就是屋漏又逢天下雨。

其實,勞拉在美國衛星制造商當中還算表現不錯的。洛·馬和波音一顆商業衛星的合同都沒有拿到。但是洛·馬手里有大把軍用衛星訂單,生產線根本忙不過來。波音不但推出了更便宜的全電推進衛星平臺,還收購了制造小衛星的“千年航天”公司,已經走上了轉型的道路。業務單一的勞拉真是麻煩大了。

一賠兩年

造成通信衛星訂貨量大幅度下降的重要因素之一,就是高通量衛星的出現。所謂高通量衛星,就是用大量非常狹窄的波束覆蓋某個業務區域,每個相鄰波束都采用不同的頻率以防干擾,但是不相鄰的波束可以采用相同頻率。從前,通信衛星不能實現這樣狹窄的波束,只能把同樣多的頻率形成一個大的波束,覆蓋廣大區域內的用戶。這樣,具體到每個用戶,實際能享受到的頻率資源就大幅度增加了。做一個簡單的計算:

▲勞拉還參加了NASA提出的空間站循環使用項目建議,但還沒有落實成合同

假如一顆衛星擁有1G赫茲的頻率資源,面向1000個平均分布的用戶。如果采用傳統技術,平均每人只能享受到1M赫茲的頻率資源。但是在高通量技術下,假設這顆衛星能夠形成50個波束,按照四色圖模式,那么每個波束可以使用大約250M赫茲的頻率。而每個波束下有20個用戶,每個用戶就可以享受到12.5M赫茲的頻率資源,信息吞吐量要比傳統模式高得多。當然,實際情況要比我們的計算復雜得多。

這樣的進步對于運營商來說當然是福音。他們可以用更少的衛星來滿足更多用戶的需求,節省了大量的發射費用。少發射一次,就可以節省6000萬到8000萬美元。如果用一顆高通量衛星來替代5顆傳統衛星,就可以節省3億到4億美元的發射費用。但這種事對于發射服務商和衛星制造商來說,都未必是好事。需求降低了,營業收入就減少了。

當然,衛星制造商們所看到的并不完全是需求降低。高通量衛星的技術更加復雜,因此采購費也更高,能多少彌補一下采購量降低所帶來的損失。比如2017年,勞拉公司奪得了“朱比特-3”衛星的合同,價值4億美元,是傳統廣播電視衛星的三倍。不過這種事情并不常見。勞拉這幾年拿到的衛星合同當中,沒有多少是高通量的,而且勞拉在后期拿到的高通量合同并不多。其中的緣故,竟然是因為勞拉自己“作死”。

▲MDA公司提出過在軌燃料加注業務,成立馬克薩爾公司后由勞拉負責

2008年,勞拉拿到了美國衛訊公司的衛訊一號合同,這是世界上第一顆投入商業運行的高通量衛星,號稱一顆衛星的容量就超過了當時整個北美上空所有通信衛星的總和,衛訊公司也大賺其錢。但是沒過多久,衛訊就把勞拉告上了法庭。衛訊指控,在衛訊一號的建造過程中,衛訊公司向勞拉提供了一些專利技術用于有效載荷制造。合同規定,這些技術是保密和專用的,但勞拉在后續為其他公司制造衛星時,卻用上了這些專利。經過一番法庭爭斗,勞拉被迫向衛訊賠償2.83億美元,等于兩三年的利潤泡湯了。

因為發生了這樣的糾紛,衛訊公司把衛訊二號和衛訊三號的合同都給了波音,勞拉只能眼睜睜看著肥肉掉進了別人嘴里。

低軌道異軍突起

這還不算完,低軌道寬帶通信衛星星座的興起讓勞拉的局面雪上加霜。傳統上,用大量衛星覆蓋整個地球來提供通信服務,是不經濟的。這主要是因為地球表面99%的面積是無人區。也就是說,低軌道衛星有99%的時間是在空轉。而要想提供不間斷通信服務,必須把整個星座都部署到位才能開通業務。這就迫使低軌星座把服務費定在一個很高的水平,把大量潛在用戶擋在了門外。這個問題導致了銥星公司和全球星公司的破產和重組。不過近年來,小衛星技術取得了長足進步,也就是說,低軌道星座的建造費用大幅度降低了,要想部署同樣規模的星座,現在成本要比銥星時代低得多。另外,物聯網應用讓無人區也有了用戶,大量部署在海洋、沙漠、深山和極地的無人值守設備可以通過衛星,和城市里的控制人員保持聯系。這就帶來了衛星通信的大量需求。而地球靜止軌道衛星無法覆蓋極區,只能靠低軌星座。

▲勞拉曾經加入DARPA的計劃,研制這種空間服務機器人來拆解舊衛星

▲勞拉為挪威衛星公司研制的雷神7號通信衛星是典型的傳統通信衛星

也就是說,低軌道寬帶通信星座經濟效益不好的論斷可能已經成為歷史,現在它可以賺錢了。低軌星座除了能覆蓋極區,還有通信時延短、信號強度好、衛星視角好等很多優點,靜止軌道衛星的市場進一步收窄了。

到2018年7月,馬克薩爾——也就是勞拉的上一級公司,對媒體透露,自己打算撤出地球靜止軌道衛星市場了。因為缺錢,馬克薩爾公司甚至在2018年的12月把勞拉公司在硅谷的一塊土地賣掉了,作價7000萬美元。

2019年年初,勞拉還從一項重要的軍方合同中撤出來了,也就是DARPA的衛星在軌服務合同。本刊曾經報道過有關的技術細節,簡單說,就是為地球靜止軌道衛星提供補充燃料、維修等服務,延長它的壽命。

這個項目一直備受關注,主要內容是發射一顆機器人衛星,給地球靜止軌道衛星補加燃料,讓它工作更長時間?;蛘甙淹艘坌l星上的天線設法切割下來,安裝到一顆沒有天線的新衛星上,這樣可以節省費用。這種技術起初是MDA公司提出的,而且有了一定的基礎。但MDA作為加拿大公司,很難拿到DARPA的合同。這也是MDA收購美國企業的動機——把自己變成美國公司不就行了嗎。實際上,通過收購、以勞拉的名義承攬DARPA的合同,一直被人們認為是MDA公司的明智之舉。因此,勞拉和馬克薩爾放棄機器人同步軌道衛星服務項目,出乎人們的意料。

勞拉一方面自稱要重視政府業務,另一方面卻要撤出一個如此重要的項目。難道口是心非嗎?其實,勞拉有著不得已的苦衷。按照合同,勞拉提供一個衛星平臺,DARPA提供一臺機械臂,由勞拉公司負責總裝之后,發射到軌道上開展試驗。一般來說,這樣的項目由政府承擔三分之二的費用,企業承擔三分之一。然而,或許是因為勞拉太想得到這份合同,進而取得市場先機,這家公司承諾付出的遠不止三分之一費用。勞拉從DARPA只要到了1500萬美元,而且還得承擔機器人衛星全壽命的全部運行費用。

如果企業經營良好,這筆錢還出得起。然而最近兩年,不但GEO市場大幅度縮水,馬克薩爾公司還遭遇了世界觀察-4衛星在軌失效這樣的糟心事兒,盈利大幅度收窄,已經沒有財力繼續維持這項業務了。

應該說,勞拉的這個舉措帶來的損失是非??捎^的。DARPA不得不尋找其他承包商繼續把這個項目做完。到目前為止,還沒有人接盤。

不過勞拉并沒有完全退出在軌服務領域,依然在與NASA合作,開展Restore-L項目的工作。這是一個為低軌道衛星提供服務的計劃。

可以發現,在西方五大通信衛星制造商中,勞拉公司是最為低調和專注的一個。另外的四家企業不但制造通信衛星,也是航天+防務的多領域壟斷性巨頭。比如波音公司也制造客機、戰斗機、轟炸機、導彈、炸彈、運載火箭和飛船,最近正在大力進軍信息化集成系統和無人系統;洛·馬更是多領域全面領先的巨無霸;泰雷斯-阿萊尼亞是歐洲主要軍事承包商,除了衛星,還涉足戰斗機、裝甲車、軍艦、潛艇等許多領域;空客航天防務公司也是如此。另外需要指出,這四大制造商除了通信衛星,還制造遙感衛星、導航衛星、空間探測器、空間站艙段、載人飛船等各種航天器。勞拉公司的產品線太窄,也是它陷入困境的重要因素之一。

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