低成本“个人”卫星CubeSat

作为个人卫星应用的推广者，卡尔曼（Andrew Kalman）坦言，普通美国消费者可能还意识不到把一个属于自己的硅铝匣子发射到太空有何意义。实际上，连卡尔曼自己都不甚清楚。不过，这位现年46岁的斯坦福大学教授指出，几十年前，也没人看出把一匣子芯片和软件—个人电脑—引进美国家庭有何意义。

　　卡尔曼的南瓜公司（Pumpkin Inc）于10年前进入卫星领域。这家由4人组成的企业位于旧金山，目前主要生产名为“卫星块”（CubeSat）的组装套件。该套件可以组成重0.9公斤、高0.1米的硬件魔方，然后发射到环绕地球的轨道中去。这些售价7,500美元的套件也许会让卡尔曼成为航空业界的福特（Henry Ford）。就像后者让汽车进入寻常百姓家一样，卡尔曼将把这盒匣大小的无人驾驶航天飞行器带给千千万万的美国人。

　　南瓜公司出品的卫星套件包括一个铝制外框，一块主板、软件、内存以及处理器。所有配件都坚固耐用，足以应对太空中的震动、真空和温度变化。如果你想密切关注正朝着你的海边小屋袭来的飓风，或是想从太空向北朝鲜的无线收报员发射信息，那你只要在卫星套件的预制框里插上几块太阳能电池板，一个照相机以及无线电发射器，然后再找一枚即将启程的火箭搭个顺风车，那你的无人驾驶太空飞行器就能在600多公里的高空遨游，为你完成各种空间任务了。

　　卡尔曼说：“过去，只有预算上亿美元的主顾们才买得起这种东西。现在不一样了。我们的第一家客户是哥伦比亚波哥大市（Bogota）的一个小天文台，那儿的9位员工没有任何太空经验。”南瓜公司的其他客户主要是大学，他们把卫星块套件用于研究闪电，跨洋追踪船舶，以及测试高空大气层里的雷达波行为。卡尔曼说：“没人清楚这些廉价的小卫星到底还有多大能耐。我们希望做好这个载体，使它们成为将来太空里最棒的机器。”

　　到目前为止，南瓜公司共售出了大约280个纳米卫星套件。与洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）及波音公司这类业界巨头所追逐的高达135亿美元的大型卫星市场相比，南瓜公司的业务也真是名副其实的“纳米”了。在大部分财年里，该公司的收入都不到100万美元，且利润十分微薄。如今，只有5台南瓜卫星套件在轨道中运行，不过到2011年这个数字可能会翻倍。

　　“卫星块”销售的最大障碍在于发射成本。虽然它可以装在由弹簧承载的三节式装置“P荚子”（P-POD）里，并由此搭载到大部分火箭上，但要在美国国家航空航天局或外国机构的火箭上租到空位，却需要经过复杂的谈判，花费成千上万美元。

　　尽管如此，南瓜公司的廉价硬件策略在去年仍大有收获。美国政府的间谍卫星部门国家侦察局（National ReconnaissanceOffice）向他们订购了12套成品卫星，每套25万美元。这些卫星都是三节式的,长度约为0.3米，价格中包含了定制设计和测试费用。在它们之中，至少有两个被绑在了加州霍桑市（Hawthorne）的私营卫星机构太空探索公司（SpaceX）于11月发射的火箭上，从而被带入了空间轨道。卡尔曼表示：“政府和军方的订单证明，我们的卫星块绝不仅仅是新奇的玩具而已。”

　　南瓜公司是卡尔曼于1995年创立的，在此之前他曾获得过电机工程博士学位，并与人合创过一家音响设备公司。他创建南瓜公司的初衷，是为赛车手制造分析硬件，具体来说，就是给赛车装上一个橙色的微型计算盒，并开发出能运行于其上的操作系统。这项产品最终没能面世，卡尔曼说，因为当时它所需的GPS设备实在太贵了。

　　1998年，卡尔曼在斯坦福大学担任顾问。这时他便开始与工程学教授特威格斯（Robert Twiggs）合作开发卫星套件。特威格斯协助他创建了“卫星块”的统一标准，以使纳米卫星可以搭载在任何火箭上。然而，在实际制作方面，特威格斯的学生们进度太慢，课程都要结束了，他们还没完成硬件组装。

　　后来，卡尔曼打造的套件使用了他为赛车开发的那套操作系统，因此得以将开发时间从数年缩短为数月。卡尔曼的核心思想，是把卫星更多地当成像个人电脑一样的普通商品，而不是独树一帜的科技奇芭。他使用的大都是标准配件，比如SD存储卡和德州仪器（Texas Instruments）生

　　产的处理器等，而不是专为太空旅行设计和测试过的特殊内存及处理器。卡尔曼说：“卫星制造商倾向于购买昂贵的部件，而它们都是15年前的设计。我们不会这样，我们就用普通的商业配件。如果两块钱的东西就能凑效，为什么要花1,000块钱呢？”

　　对于卡尔曼利用日常配件来制造卫星的赌博式做法，一些思想老派的人嗤之以鼻。不过，加州州立理工大学圣路易斯-奥比斯波校区（Cal Poly San Luis Obispo）的航空工程教授苏瓦里（Jordi Puig-Suari)却指出，卡尔曼此举将卫星领域开放给了更广阔的用户群。苏瓦里是“卫星块”运动的发起者之一，也是P荚子装置的发明者。他说：“人们已开始向南瓜公司的标准看齐，这样越来越多的配件都可以买到现成的。卡尔曼走了一步险棋，开辟出了一条发展卫星事业的新思路。”

　　如今，那些大型企业也纷纷加入到这股纳米卫星风潮中（波音公司已涉足了其中的9个项目，明年还将有10个上马）。不过，卡尔曼说，这些大企业永远不会像南瓜公司那样关注非政府客户。他说：“他们对1,000万美元以下的业务没什么兴趣。这就是为什么我们这样的小公司总有机会做成如此高风险的项目。”

　　卡尔曼指出，在上个世纪的电脑界，苹果公司正是利用了这一策略发展壮大。的确，很多时候，往往是弱者最懂得如何利用高风险和革新技术来取得成功。




作为个人卫星应用的推广者，卡尔曼（Andrew Kalman）坦言，普通美国消费者可能还意识不到把一个属于自己的硅铝匣子发射到太空有何意义。实际上，连卡尔曼自己都不甚清楚。不过，这位现年46岁的斯坦福大学教授指出，几十年前，也没人看出把一匣子芯片和软件—个人电脑—引进美国家庭有何意义。

　　卡尔曼的南瓜公司（Pumpkin Inc）于10年前进入卫星领域。这家由4人组成的企业位于旧金山，目前主要生产名为“卫星块”（CubeSat）的组装套件。该套件可以组成重0.9公斤、高0.1米的硬件魔方，然后发射到环绕地球的轨道中去。这些售价7,500美元的套件也许会让卡尔曼成为航空业界的福特（Henry Ford）。就像后者让汽车进入寻常百姓家一样，卡尔曼将把这盒匣大小的无人驾驶航天飞行器带给千千万万的美国人。

　　南瓜公司出品的卫星套件包括一个铝制外框，一块主板、软件、内存以及处理器。所有配件都坚固耐用，足以应对太空中的震动、真空和温度变化。如果你想密切关注正朝着你的海边小屋袭来的飓风，或是想从太空向北朝鲜的无线收报员发射信息，那你只要在卫星套件的预制框里插上几块太阳能电池板，一个照相机以及无线电发射器，然后再找一枚即将启程的火箭搭个顺风车，那你的无人驾驶太空飞行器就能在600多公里的高空遨游，为你完成各种空间任务了。

　　卡尔曼说：“过去，只有预算上亿美元的主顾们才买得起这种东西。现在不一样了。我们的第一家客户是哥伦比亚波哥大市（Bogota）的一个小天文台，那儿的9位员工没有任何太空经验。”南瓜公司的其他客户主要是大学，他们把卫星块套件用于研究闪电，跨洋追踪船舶，以及测试高空大气层里的雷达波行为。卡尔曼说：“没人清楚这些廉价的小卫星到底还有多大能耐。我们希望做好这个载体，使它们成为将来太空里最棒的机器。”

　　到目前为止，南瓜公司共售出了大约280个纳米卫星套件。与洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）及波音公司这类业界巨头所追逐的高达135亿美元的大型卫星市场相比，南瓜公司的业务也真是名副其实的“纳米”了。在大部分财年里，该公司的收入都不到100万美元，且利润十分微薄。如今，只有5台南瓜卫星套件在轨道中运行，不过到2011年这个数字可能会翻倍。

　　“卫星块”销售的最大障碍在于发射成本。虽然它可以装在由弹簧承载的三节式装置“P荚子”（P-POD）里，并由此搭载到大部分火箭上，但要在美国国家航空航天局或外国机构的火箭上租到空位，却需要经过复杂的谈判，花费成千上万美元。

　　尽管如此，南瓜公司的廉价硬件策略在去年仍大有收获。美国政府的间谍卫星部门国家侦察局（National ReconnaissanceOffice）向他们订购了12套成品卫星，每套25万美元。这些卫星都是三节式的,长度约为0.3米，价格中包含了定制设计和测试费用。在它们之中，至少有两个被绑在了加州霍桑市（Hawthorne）的私营卫星机构太空探索公司（SpaceX）于11月发射的火箭上，从而被带入了空间轨道。卡尔曼表示：“政府和军方的订单证明，我们的卫星块绝不仅仅是新奇的玩具而已。”

　　南瓜公司是卡尔曼于1995年创立的，在此之前他曾获得过电机工程博士学位，并与人合创过一家音响设备公司。他创建南瓜公司的初衷，是为赛车手制造分析硬件，具体来说，就是给赛车装上一个橙色的微型计算盒，并开发出能运行于其上的操作系统。这项产品最终没能面世，卡尔曼说，因为当时它所需的GPS设备实在太贵了。

　　1998年，卡尔曼在斯坦福大学担任顾问。这时他便开始与工程学教授特威格斯（Robert Twiggs）合作开发卫星套件。特威格斯协助他创建了“卫星块”的统一标准，以使纳米卫星可以搭载在任何火箭上。然而，在实际制作方面，特威格斯的学生们进度太慢，课程都要结束了，他们还没完成硬件组装。

　　后来，卡尔曼打造的套件使用了他为赛车开发的那套操作系统，因此得以将开发时间从数年缩短为数月。卡尔曼的核心思想，是把卫星更多地当成像个人电脑一样的普通商品，而不是独树一帜的科技奇芭。他使用的大都是标准配件，比如SD存储卡和德州仪器（Texas Instruments）生

　　产的处理器等，而不是专为太空旅行设计和测试过的特殊内存及处理器。卡尔曼说：“卫星制造商倾向于购买昂贵的部件，而它们都是15年前的设计。我们不会这样，我们就用普通的商业配件。如果两块钱的东西就能凑效，为什么要花1,000块钱呢？”

　　对于卡尔曼利用日常配件来制造卫星的赌博式做法，一些思想老派的人嗤之以鼻。不过，加州州立理工大学圣路易斯-奥比斯波校区（Cal Poly San Luis Obispo）的航空工程教授苏瓦里（Jordi Puig-Suari)却指出，卡尔曼此举将卫星领域开放给了更广阔的用户群。苏瓦里是“卫星块”运动的发起者之一，也是P荚子装置的发明者。他说：“人们已开始向南瓜公司的标准看齐，这样越来越多的配件都可以买到现成的。卡尔曼走了一步险棋，开辟出了一条发展卫星事业的新思路。”

　　如今，那些大型企业也纷纷加入到这股纳米卫星风潮中（波音公司已涉足了其中的9个项目，明年还将有10个上马）。不过，卡尔曼说，这些大企业永远不会像南瓜公司那样关注非政府客户。他说：“他们对1,000万美元以下的业务没什么兴趣。这就是为什么我们这样的小公司总有机会做成如此高风险的项目。”

　　卡尔曼指出，在上个世纪的电脑界，苹果公司正是利用了这一策略发展壮大。的确，很多时候，往往是弱者最懂得如何利用高风险和革新技术来取得成功。