辣评-weekly:这个被马斯克嫌弃的新技术,为什么在中国越来越火?NASA大幅提高私人造访国际空间站收费标准
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2021-05-17 21:23
这个被马斯克嫌弃的新技术,
为什么在中国越来越火?
2021 年,中国就有三款搭载激光雷达的量产车型发布,不出意外的话,年底就有不少量产车型跑在路上。在刚刚过去的车展上,小鹏 P5、极狐阿尔法 S 均在激光雷达上铆足了劲宣传,加上 2020 年美国“造车新势力”lucid Air 车型发布,激光雷达上车变成了一种趋势。
而就在前几年,激光雷达与摄像头的技术路线还是行业内讨论最热烈的分歧之一,马斯克甚至喊出“激光雷达上车是件蠢事”。但如今,尤其在中国市场,随着越来越多的激光雷达上车,这股浪潮似乎不可逆了。
激光雷达,顾名思义是以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光打到周围物体上引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的接收器上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离。激光不断扫描目标物,就可以得到全部数据,成像处理后,可得到精确的三维立体图像。
而根据传感器内部的不同,激光雷达大致分为几个类型:机械式、MEMS 微振镜式、旋镜式和 OPA 光学相控阵激光雷达。其中 OPA 属于纯固态激光雷达,也许是未来自动驾驶的终极解决方案,但目前受技术成熟度等问题影响,真正落地还需要一段时间。
机械式激光雷达是当前自动驾驶汽车应用最主流的产品,通过旋转的方式获取 360° 的环境数据,因为个头大又必须“看得清”车身周围,放在车顶上是唯一合适的方式。一般在进行路测的 Robotaxi(自动驾驶出租车)车顶上安装的类圆柱型的产品就是激光雷达,同样也是 Velodyne 最受好评的产品。
但机械式激光雷达也存在几个明显的缺陷。研发制造难度大导致成本一直居高不下、装配复杂、生产周期较长,上路后由于内部有机械旋转部件,在实际使用环境中可靠性不高,如果想搭载在对安全要求极高的汽车上,是一件比较困难的事。Velodyne 主攻的产品,实际上需要更长时间来完善。
类固态(或叫做混合固态)激光雷达可以看做是机械式与固态之间的技术,大致有 MEMS 与旋镜式两种技术路线。二者大致原理相同,都是将光源部分的电子元器件固定下来,只将部分机械部件进行转动或振动以扫描,在可靠性和成本上比机械式激光雷达克制了许多。
小鹏 P5 就使用了旋镜式激光雷达,供应商来自大疆的子公司 Livox 览沃科技,这款被称作 HAP 的新产品号称在针对低反射率物体(@10%)的探测距离可达到 150 米,横向视场角可达 120 度,角分辨率高达 0.16°*0.2°,点云密度等效于 144 线激光雷达。
极狐阿尔法 S 搭载的激光雷达为 MEMS,分别在车头和车头两侧安装 3 颗 96 线激光雷达。
当然,比起激光雷达纷纷“上车”的现象相比,背后反映的事实似乎更值得探讨:激光雷达目前在中国市场已成定论,但远未到终点。
如果说激光雷达在中国市场已经拥有高度确定性,华为必定是其中绕不开的一个话题。
2019 年,华为刚提出致力于做智能网联电动汽车增量部件供应商,帮助车企造好车这一目标时,激光雷达就在华为的研发目标内。
随着时间推进,华为研发激光雷达的细节也逐步披露出来。根据国信证券的报告,华为已经建立了车规级激光雷达的第一条 Pilot 产线,已按照年产 10 万套/线推进产能;2020 年 12 月 21 日,华为首次发布了 96 线车规级高性能激光雷达,号称要把成本压缩到 200 美元。
诸如此类的消息还有很多,足以显示出华为在智能网联电动汽车增量部件供应商的决心。激光雷达,就是增量部件中的核心部分,自然引起绝大多数的业内关注。
一位新造车行业人士告诉极客公园,华为进军激光雷达传递出几个非常强的信号,对行业来说有劣势也有优势。对于已经在激光雷达浸淫很多年的企业来说,华为的出现是足以让他们忌惮的。
“华为是一家有软硬件基因的公司,团队执行力强,人才储备也相对更多。”上述人士表示。提到华为,人们多多少少都能说出几点它的强大之处。更重要的是,和在手机市场上的战略迟疑不同,华为在前几年遭遇危机后,从手机战场迅速转移到汽车市场,过程没有拖泥带水。
这种声势浩大又具备实力的公司,必然瞄准着市场份额进攻。并且在过程中,华为对人才的渴求也是其他公司需要担心的。一位华为员工曾回忆,华为在几年前成立新业务时,都在竞争的创业公司旁建立办公室,直接挖人。
但同样不可否认的是,华为的到来也给整个行业带来了一些“盼头”。
有激光雷达从业者看过搭载华为自动驾驶解决方案的极狐阿尔法 S 在上海市区的路测视频后,向极客公园指出,虽然华为展示的是 L2 甚至 L3 级别的辅助驾驶,但从整体的软硬件配置来看,完全可以适用于 L4 级别的自动驾驶。“本质上和百度 Apollo 一样,先从 L4 开始研发,之后向下兼容,用量产车能接受的价格来做更好的技术。”
他甚至认为,华为的入局算是激光雷达行业的一个节点,因为“巨头杀入一个细分行业,会让整个市场扩大许多倍,同时也给自动驾驶中的激光雷达技术路线带来了确定性。”
有说法认为,马斯克并不是真的嫌弃激光雷达,而是很难找到价格够低、性能够用的产品,所以他的研发投入基本给了图像识别。这就为其他竞争对手提供了超车的机会,前提是必须有一家到数家企业能够拿出适合车辆自动驾驶的激光雷达。另外,自动驾驶还需要更多其他频段的敏感器,包括毫米波雷达,这也是值得有关企业去开发和利用的。
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发射天和核心舱的长征5B火箭
返回地球,坠入印度洋
北京时间2021年5月9日10:24的,发射天和核心舱的长征5B火箭重新进入地球大气层,并在印度洋上瓦解,与之前的测算结果一致。
此前人们对18吨重的火箭将在何处下落进行了激烈的猜测,而中国航天局一直表示,长征5B火箭的自由落体部分没有风险,并提供了在印度洋马尔代夫附近的坠落坐标范围,该火箭于4月29日将中国新空间站的第一个模块——天和核心舱发射到地球轨道。
去年,另一枚长征火箭的碎屑掉落在象牙海岸的村庄,对部分建筑造成了破坏,但没有造成人员伤亡。虽然这次中国航天局没有明确说明对火箭进行了优化,但是火箭返回时,一切迹象都表明它是受控下降的,即便不是这样,那也好过留下一整块太空垃圾在轨道上。
长征五号B遥二运载火箭末级残骸
再入大气层情况公告
据中国载人航天工程办公室发布,2021年5月9日7时24分,长征五号B遥二运载火箭末级残骸轨道为:近地点高度约130km,远地点高度约160km,倾角41.5°。预计再入时间为5月9日10时12分±15分钟,再入区域中心点位于东经28.38°,北纬34.43°。
这是一次典型的国际话语权问题。西方媒体几乎众口一词地重复着“失控”的谎言,最后,连NASA也出来为谣言背书。对于中国发射服务商精心设计弹道和落区、确保全球生命财产安全的努力,这些媒体视而不见。让人遗憾的是,国内媒体极少有站出来支持中国航天的,相信主要原因是专业知识的匮乏。航天是全球性的事业,在有些问题上坚持“多做少说、只做不说”的原则,未必有利于我们的事业。
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北斗三号短报文授权分理服务
有关事宜
5月8日,中国卫星导航定位应用管理中心发布了《关于进一步明确北斗三号短报文授权分理服务事宜的通告》。
针对近日部分单位关切咨询北斗三号短报文应用服务有关事宜,经研究,为稳妥有序开展北斗三号短报文授权分理服务,促进北斗短报文服务管理工作平稳升级、连贯衔接,在已有规章制度基础上,我中心进一步明确相关工作程序和原则要求,有关事宜通告如下:
一、继续执行《北斗导航民用服务资质管理规定》明确的北斗短报文授权分理服务管理模式,现具备分理服务资质的单位可向我中心提报存量用户升级注册至北斗三号以及专线接入申请。
二、重要行业领域和省区政府北斗短报文应用主管部门可向我中心提报办理本行业领域和本省区北斗导航分理服务资质以及专线接入申请。
三、未取得分理服务资质单位不能办理北斗短报文入网注册服务以及专线接入服务。
四、鼓励并支持现具备分理服务资质单位向行业领域和省区北斗导航分理服务支撑单位转型。
五、具备分理服务资质单位提报入网注册申请,需持与最终用户一级合同、用户实名制信息、北斗导航产品检测认证机构出具的中段检测合格报告等材料(有效复印件)。
六、加强对分理服务资质单位监督审查,严谨囤卡、卖卡、提交虚假入网注册信息、收取办卡费及短报文通信费等行为,一经查实,将按相关规定给予处罚。
七、我中心将动态更新发布北斗短报文分理服务资质单位名录和通过北斗导航产品检测认证机构检测认证的合格终端生产企业名录。
北斗短报文服务是北斗系统的一个很大特色,早期北斗应用,很多都是围绕短报文开展的。短报文在汶川地震救援期间还发挥了很大作用。随着应急通信手段的完善,北斗短报文慢慢淡出了人们的实现,但是作为一种天基资源,物联网时代的来临很可能让它再次呈现出宝贵的价值。现在,管理部门已经表现出了推广应用的诚意,商业航天企业是不是考虑设计一些合理的应用模式呢?
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千年大计,
航天人+“未来之城”=?
站在“十四五”的开局之年,身处北京、天津、保定腹地,“未来之城”雄安新区轮廓渐明。每天,中国雄安官网都在更新进展,随着一个个项目的落地建成,这座承载着“千年大计”的绿色智慧城也是日新月异。
中国航天科工集团有限公司充分发挥自身优势,在工业互联网等领域积极融入雄安新区的地方发展规划,所属单位与雄安新区建设紧密结合,数字雄安建设管理平台、气象产品、清洁能源船、智慧检务等项目成果显著,航天奋斗者们用“航天速度”助力雄安发展,为这座创新之城、绿色之城贡献航天力量。
华航环境联合航天信息负责为雄安集团建设数字雄安建设管理平台,实现雄安新区建筑“全生命周期”管理。目前,平台实时管控着雄安新区项目、标段300余个,在册人员14万人。
雄安建设是“千年大计”,涉及面广,建筑项目协同复杂,平台涵盖建设方、设计方、勘查、施工方、监理方、材料厂商,就连具体到支付款项之类的“细枝末节”都要考虑在内。赵妍妍说:“工程、人员、设备、安全都在一个平台里,如此大体量的项目全国罕有。”
此前,华航环境先后完成了北京城市副中心、2022年北京冬奥会延庆赛区等国家重点建设项目的“智慧建造”服务平台开发,积累了一定的经验,取得了一系列有代表性的应用成果。在此基础上,项目团队为雄安提供了一系列“定制化”服务。
2020年春节过后,雄安新区各工程项目陆续复工,每日有大量工程管理人员和劳务人员返岗复工。为满足政府对疫情防控的迫切需求,项目团队新增“疫情防控”模块,实时统计报送每位返岗人员情况,并对其进行实名制远程跟踪统计,确保雄安集团实现远程管控。
中铁建雄安项目副指挥长余滔介绍,数字雄安建设管理平台是为雄安新区建设量身打造的全业务、全流程、全方位的智慧建造统筹管理系统,给政府和施工单位提供了数字化、可视化的管理能力,大大提高了施工管理效率。对于工人的进场、工种分析以及工程形象进度的统计,可以为施工单位提供良好的管理辅助功能。
■ 数字雄安建设管理平台具备可视化管理能力,让参建者能够看着项目成长。
平台验收工作完成后,团队又顺利中标数字雄安建设管理平台运维服务项目,继续为雄安建设保驾护航。发展智慧产业既符合集团公司的整体战略布局,也顺应社会的未来发展趋势。
新区城市、白洋淀、千年秀林、高标准农田、湿地……是这些共同构成了绿色雄安。建设绿色生态宜居新城区,雄安作为全国智慧气象示范区对气象服务提出了一系列需求。
从雄安新区成立之初,中国航天科工二院23所航天新气象公司就积极参与到新区智慧气象建设中。雄安新区第一套城市生态气象站、第一套国家级自动气象站、第一套毫米波测云仪、第一套L波段对流层风廓线雷达……系列产品的组合应用,为雄安气象筑起监测预警“防护墙”。
■ 航天新气象公司为雄安新区设立的区域气象站。
风速、温度、湿度、气压、降雨、光照……居住环境被细化为可量化的具体项目,以更加具体的方式加以呈现,为政府决策提供数据支撑。据介绍,新气象的地面综合观测系统在雄安新区的雄县、容城、安新三县实现了国家级台站全自动化观测,同时,新区全域布设了45套天气加密观测站,形成高时空分辨率的地面天气站网。
■ 小巧的自动气象站。
目前,雄安新区气象发展规划正在推进,专业气象观测站网基于物联网技术,按照“一站多用、一网多能”的布局原则,构建天地空一体化智能专业气象观测站网;生态观测站网开展天气气候、大气环境要素、湿地生态因子、温室气体通量等要素动态监测,开展湿地生态系统、城淀微循环及生态环境变化的科学研究及评估。
■ 矗立在雄安新区的气象微智站。
后续新气象公司提供的所有产品都将接入雄安新区智能气象观测大数据系统,成为雄安新区数字城市的有机组成部分,实现气象基本数据产品与雄安数字孪生城市互用互享,使智能气象观测与智慧城市、智慧管理、智慧服务相融合。
4月,雄安新区白洋淀春风习习,一排画舫游船随微波荡漾,这是中国航天科工所属航天三江红阳公司100艘清洁能源公交船项目的交付现场。
■ 湖光粼粼中,船艇公司制造的清洁能源公交船在雄安新区下水试航。
早在2019年,为了加强清洁能源在内河小型船舶的使用推广,交通运输部批准了相关规则,雄安新区发挥示范引领作用,计划白洋淀水域的小型船舶全面使用清洁能源。
专家团队对白洋淀水域环境进行考察后,对清洁能源船提出基本要求,各家团队在此基础上对动力形式、外形设计、材质选择等开展设计。
率先下水的2艘样船在白洋淀湖面上进行航行验证,实地检验方案技术并收集问题,团队通过收集航行数据和用户使用体验,继续优化产品完善产品,其间修改方案50余版,最终顺利拿下白洋淀100艘清洁能源船的订单。
■ 新能源公交船首次下水吊装现场。
争取项目不易,完成项目更难。疫情期间恰逢首批产品生产交付攻坚期,公司成为湖北孝感首批复工复产的企业,派专车接人确保上岗率,调整布局提升产能,工艺优化缩短周期,成功追回疫情期间耽误的工期。
产品交付期间,项目组白天处理现场问题,晚上研究完善图纸工艺,下发百余张技术通知单和质量问题处理单,顺利保证项目未出现批次性质量问题。
■ 新能源公交船荡漾于碧波之上。
100艘清洁能源船分批次通过陆地运输,经过县城后调整运输线路送到码头。由于船是超大件只能夜里送,团队每次接船都是在凌晨两三点,4月份船只全部交付后,大家又铆足劲为“五一”假期试运营做准备。
后续,项目组团队会持续深化与用户的关系,继续为白洋淀服务,并以雄安项目为基础,将定制化的清洁能源船产品向全国进行推广。
雄安的建设,是一个航天技术民用转移的良好机会,除了新闻中提到的这些大规模应用,相信在很多细节上也能为技术转移提供丰富的机会。通过新材料、新工艺、新模式,在雄安建立智慧城市的样本,具备向全国推广的价值。
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DARPA为其“黑杰克”
低轨军事卫星星座开发
定位、导航和授时(PNT)有效载荷
美国国防高级研究计划局(DARPA)近期与诺斯罗普·格鲁曼任务系统公司签订一份价值1330万美元的合同,用于DARPA“黑杰克”(Blackjack)计划第二阶段。“黑杰克”计划将在轨维持一个由利用现代商业卫星技术的安全、经济实惠的军事小卫星组成的星座。该合同要求诺斯罗普·格鲁曼公司通过仿真和关键设计审查提升其PNT能力,为“黑杰克”计划第二阶段提供支持,并建造用于太空飞行的PNT有效载荷单元。
DARPA的“黑杰克”计划分为三个阶段:定义卫星平台和有效载荷需求;为两颗卫星在轨演示开发卫星平台和有效载荷;在低地球轨道上进行六个月的双轨道面系统演示。未来“黑杰克”演示星座将包括两个轨道面上的20个航天器,每颗卫星上有一个或多个有效载荷。
“黑杰克”寻求开发低成本空间有效载荷和商品化卫星平台,平台尺寸要小,重量、功率和成本(SWaP-C)要低,卫星能力要与当今地球同步轨道(GEO)军事通信能力近似,但成本要低得多。
军事卫星对美国的作战能力至关重要。传统上,它们放置在地球同步轨道,向地球上的任何点提供持续过顶访问。然而,在竞争日益激烈的太空环境中,这些昂贵的单体系统是易受攻击的目标,如果其性能下降或被摧毁,替换它们需要几年时间。此外,这种单体系统的开发周期也很长,使其很难或不可能快速应对新威胁。“黑杰克”计划则旨在为低地球轨道全球高速网络骨干开发支持技术,实现网络化、韧性和持久的军事有效载荷,提供无限的超视距感测、信号和通信能力。
“黑杰克”计划有三个主要目标:
• 开发带有在轨分布式决策处理器的有效载荷和任务级自主软件,它们可以利用在轨数据处理能力自主运行,并在轨执行共享任务;
• 对军用有效载荷和航天器平台使用先进的商业制造技术,包括使用商业现货类零件的高速制造技术,减少对单个航天器的筛选和验收测试,降低航天器寿命预期;
• 演示低地球轨道卫星有效载荷,这些有效载荷与目前的地球同步轨道系统能力相当,但每颗卫星的成本不到600万美元。
为了降低集成风险,“黑杰克”计划将为每个航天器开发一个名为Pit Boss的航天电子单元,该单元带有高速处理器和加密设备,可用作公共网络和电气接口。SEAKR工程公司正在开发“黑杰克” Pit Boss。SEAKR上个月赢得了DARPA 6050万美元的合同,执行“黑杰克”PitBoss项目第二和第三阶段。SEAKR在2019年10月赢得了 “黑杰克”Pit Boss航天器航天电子设备设计合同。
每颗“黑杰克”卫星都将由一个能够与其他节点进行宽带全球通信的商品化平台、一个Pit Boss控制单元和一个或多个可以自主运行24小时以上的军事有效载荷组成。“黑杰克”计划目标是开发一个在地球表面上空310.7英里到807.8英里高度运行的60到200颗卫星的星座。一个运营中心将覆盖所有政府卫星和有效载荷,该星座能够在没有运营中心的情况下运行30天。“黑杰克”有效载荷数据处理将在轨进行,不需要地面数据处理的帮助。
这可能是卫星导航的一个重要里程碑。天基PNT服务不再唯一地由专用GNSS星座来提供了。其实,熟悉行业的人们会记得,在上世纪末第一轮全球中低轨道星座发展热潮期间,有一个叫做ICO的星座项目就试图搭载导航载荷,为全球提供GPS之外的另一个导航服务。但是这个计划被美国军方强力制止。后来ICO星座下马,通信导航一体化星座的想法也付诸东流。如今DARPA的举措是不是意味着,前浪死在沙滩上之后,后浪终于赶上来了呢?
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NASA大幅提高私人造访
国际空间站收费标准
NASA已调高了对未来前往国际空间站的私人宇航员任务的收费标准,称新价格反映了为那些任务提供支持的实际开销。4月29日发布的新修订价目表更新了NASA对于飞往国际空间站的私人任务使用货运、站上资源、机组工时和其它服务的收费标准。该局今年早些时候便已表示会在对站上商业和市场营销活动收费进行修订后更新该价目表。
按照2019年6月在NASA低轨商业化战略下发布的最初价格政策,该局对生保和厕所使用的收费标准是每人每天11250美元,对使用食品和空气等其它机组补给物资的收费标准是每人每天22500美元。另有一些数额较小的收费项目,涉及储物、用电和数据使用。
按照新的价格政策,每次私人宇航员任务都要收取520万美元的站上机组工时费,并要收取480万美元的任务集成与基础服务费,包括任务规划。新政策还要针对利用NASA货运飞船为那些任务在站上预备食品和其它货物以及用那些飞船来处置货物收取每人每天8.8~16.4万美元的费用,并要收取每人每天40~1500美元的机组补给物资费和每人每天2000美元的食品费。
新政策意味着NASA向开展私人宇航员任务的公司收取的费用将大幅提升。按照旧政策,对于假想的一次四人、一周的国际空间站飞行任务,生保和机组补给物资费用将是94.5万美元,其中不包含储物、数据或用电费用。而按新政策,对于同样一次任务,即便按所给出的费用范围的下限来算,货运、食品和补给物资收费也将会超过250万美元,外加1000万美元的每次任务费用。
NASA称,修订后的定价“反映了对超出空间站基线能力的NASA资源之价值的全额补偿”。不过,该局并没有把根据任务具体情况来商谈价格的大门关上。NASA称,“鉴于私人宇航员任务的复杂性和任务方案各不相同,这些任务的应补偿价值可能会有所不同”。它指出,具体价格“将在任务签授和合同或协议最终确定之时商谈”。
修订后的价格并不适用于已在2019年的老政策下谈好的首次私人宇航员任务,即公理空间公司(Axiom Space)的Ax-1任务。拟采用“载人龙”飞船进行的那次任务将在明年初把3位私人客户和公理公司的一位专业宇航员送往国际空间站。NASA和公理公司均表示,有关那次任务的协议是按最初的价格政策签订的,而那一政策对那次任务仍有效。
公理公司曾淡化国际空间站商业性活动收费此前被调高。它对于私人宇航员任务提价也并不担心。公司发言人霍尔德说,“公理公司的规划并不取决于所报的价格和服务”。
航空航天安全咨询委员会(ASAP)成员、前宇航员赫尔姆斯在该委员会5月6日召开的会议上称,NASA已建议私人宇航员任务不要设太空行走项目。她说,该局一项研究认定私人宇航员出舱行走“因所涉及的总体风险而并没有被普遍提供”。她还说,眼下正在通过NASA办理的私人任务都没有做太空行走的打算。
这件事实际上体现了载人航天商业化早期的风险。载人飞行的成本就是非常高的,现在的国际空间站运行,很大程度上得到了美国、欧洲、日本、俄罗斯等国的政府补贴,是这些国家的纳税人在为宇航员们买单。当政府补贴不复存在,那么试图进入空间站的人或者机构就要自行承担全额费用。高价会不会吓退一些人呢?那几乎是一定的。这在很大程度上是好事,可以把真正有必要、有急需上天开展的科研项目筛选出来。但是运营商们也需要说服投资人,回报周期不会很短的。
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