从OneWeb和Starlink卫星险碰撞事件看其中商机

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红色警报

2021年3月25日，走出破产阴影的OneWeb使用俄罗斯火箭再次发射了36颗卫星，星箭分离后，卫星正在向预定的1200公里高度轨道爬升。

2021年3月30日，美国太空部队第18太空控制中队向OneWeb发出“红色警报”，其太空态势感知监测表明，其中一颗OneWeb卫星与SpaceX公司的Starlink卫星发生碰撞概率极大，当时这颗Starlink卫星正在位于550公里高度轨道上运转。OneWeb卫星必须穿过这一轨道高度，才能抵达预定轨道位置。

“红色警报”显示，两颗卫星距离为58米，碰撞概率为1.3%。OneWeb工程师联系了SpaceX团队，双方协商一致后，SpaceX关闭了Starlink人工智能防碰撞系统，由OneWeb主动规避。

当前OneWeb在轨卫星数量

当前Starlink在轨卫星数量

这让作者想到一个笑话，一个老头骑着自行车往前走，一个行人迎面走过，老头喊，“别动，别动”，行人没动，结果被老头“嘣”撞上了。行人气急败坏的爬起来，“我说你喊我别动呢，原来你在瞄准！”

这并不是Starlink第一次出现碰撞危险。2019年9月2日，欧空局的气象卫星与Starlink具有高度的碰撞危险，但是当时还是职场菜鸟的Starlink竟然忽视了欧空局多封协调邮件，导致欧空局不得不自行移动了自己的卫星。

9月2日，欧空局在推特上的连续发文，又将Starlink带回公众视野，这一次人们对于巨型低轨星座的信任再遭危机。欧空局在推特上发文说，为避免与SpaceX公司巨型星座“Starlink”编号为44的一颗卫星潜在相撞危险，欧空局启动了机动措施，这颗不得不为Starlink让路的卫星命名为Aeolus，是一颗科学卫星，用于测量全球风速和方向，以改善天气预报。

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现行机制

与广袤的太空相比，卫星的体积微乎其微，在巨型星座出现前，卫星拥有者们像生活在西部原野中的牛仔一样自由，规则也很简单，甚至通过电子邮件这种“缓慢”的形式在沟通。

当前，美国太空部队空间行动指挥部下属的联合空间行动中心（CSpOC）使用其光学望远镜、空间和导弹传感器网络跟踪太空中的物体，CSpOC成立于2018年7月，专注于使用空间资产为联合作战行动提供支撑，太空部队成立后，更融入了商业元素和国际合作元素。原美国空军第14部队为该中心提供了大部分人力，还有来自于澳大利亚、加拿大和英国的交换军官加入。

绿军装胳膊上是加拿大国旗

以2019年为例，该中心收到了来自海外部队的764个太空支援请求，比2018年增加了400%。它跟踪了全球762次导弹发射；发出105次通知，预警敌方（）卫星移动(并跟踪340次外国卫星演习)；解决了189次卫星通信信号干扰；并提供了1.1万份空间气象报告。

CSpOC架构包括：作战行动部（COD）、战略和计划情报、监视和侦察师第614战斗部训练中队（CTS）、第614空天通信中队（ACOMS）和商业集成小队。商业集成小队是美军第一次把卫星运营商纳入其中，以提高反应速度。

上文我们介绍了，此次“红色警报”是由第18太空控制中队发出的，事实上第18太空控制中队和CSpOC合署办公。第18太空控制中队更专注于空间态势感知，监测当前在轨的23000个物体，包括卫星和碎片等。

除CSpOC外，NASA戈达德太空飞行中心联合评估风险分析（CARA）团队利用CSpOC提供的数据向NASA提供碰撞警告。其他国家的空间机构负责自身卫星风险。

后来这个世界变化太快，我们都知道了，大量的新兴商业航天公司出现，太空物体呈爆炸式增长，这让CSpOC任务过于繁忙，下面一张图展示了当前CSpOC监测的太空中物体和未来潜在的监测需求。

深紫色是当前跟踪的太空物体，浅蓝色是未来潜在需求。

2018年，特朗普太空政策指令3中要求，美国军方将民用空间态势感知和空间交通管理交给美国商务部管理，让军方更能专注于军事领域。

按照美国商务部要求，2020年8月，美国国家公共行政学院发布了一份144页的报告，评估空间交通管理职能转移的可行性、预期成效和所需经费。

美国商务部计划将此部分职责赋予商业航天办公室，而一个文职官僚机构如何能够完成这一技术性非常强的工作呢？答案是联合与采购。

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商机浮现

当前来看卫星碰撞的可能性很低，但是随着空间物体越来越多，碰撞可能性越来越大，这将迫使卫星拥有者们不得不重视自己昂贵财产受损的可能性，从而向这一方面投资。

在险些与欧盟气象卫星相撞后，SpaceX为Starlink开发了“人工智能防碰撞系统”。2021年3月18日，NASA与SpaceX签署协议，向NASA公开Starlink卫星位置信息，并且当NASA的卫星与Starlink卫星有潜在碰撞危险时，NASA不动，让Starlink通过手动或者自动程序来规避。

Starlink与OneWeb事件发生后，有批评声音认为，只有Starlink一家有人工智能防碰撞系统有什么用呢？别人家没有，你不是还得关闭自己的人工智能系统？关闭掉的人工智能系统有啥用？

商机1：空间态势感知和空间交通管理自动化。

美国政府正在开发新的太空态势感知系统-空间围栏，计划监测1-10cm大小的物体，这将使监测物体总数从当前的2.3万个（上图左侧）增加到20万个(上图右侧)。为了达到所需的自动化水平，人工智能应运而生。

人工智能能够处理大量数据，根据预先的轨道数据，结合算法提出碰撞概率。最有趣的是在碰撞规避操作建议部分，要创建虚拟卫星数据集，计算最优机动，新的机动轨迹被存储在数据库中，再对未来潜在碰撞风险进行分析，类似于建立人工智能决策系统。

总的来说，空间安全人工智能预计将解决三个主要问题：空间交通管理和避免碰撞，自动化某些任务以减少操作员人工工作量；最大限度地减少决策之间的时间间隔，包括风险评估，避免碰撞规划并实施；减少错误警报数量。

商机2：空间态势感知数据库。

为了使所有足以损坏飞行器的物体都受到监测，数据来源越多越好，但是这些数据一定要一致、及时、准确地提供给卫星操作者。关于这些数据的商业价值是多少呢？我们可以从美国商务部的评估报告中找到答案。

如果将民用态势感知都从军方转移出来，那么相关机构最重要的支出就是购买商业态势感知数据。美国商务部计划建立一个开放性的数据库。上图中我们看到，美国商务部为此2021年预计支出240万美元，2022年预计支出1500万美元-2000万美元，2023年预计支出2000万-2500万美元，2024年预计支出2000-2500万美元。而整个美国民用空间态势感知管理部门2024年的年度预算将达到7200万美元。

商机3：商业空间态势感知系统

一些企业已经进入空间态势感知领域，在这里举几个例子。

成立于2008年的ExoAnalytic最初做导弹防御算法开发，2013年进入太空碎片监测领域，当前在全球拥有30多个观测站和300多个太空望远镜，号称能够做到GEO100%全覆盖。

ExoAnalytic世界最大的光学太空望远镜网络

另外一家企业LeoLabs，建立了太空地图平台。利用地面相控阵雷达网络，提供监测低轨物体高分辨率数据，为1U以及1U以下卫星提供精确跟踪和轨道数据管理产品。

除了卫星拥有者外，我们知道还有一些人也为卫星资产而担心，那就是卫星在轨保险商们，太空态势感知商人们也将保险商纳入自己的客户名单。为保险商量身定制碰撞风险统计数据，提供新发射、解体、碰撞、卫星故障等造成的风险环境变化的报告。

在最初看到OneWeb和Starlink卫星险些碰撞的新闻时，作者是气愤的，然而愤怒是无用的表现。创造了核能来发电，然后再把核废水倒入大海，这与发射无数颗卫星，然后再寻找垃圾清道夫没什么区别。

当我们从另外一个角度去看，人类其实就是在不断给自己制造麻烦然后继续努力生存的物种不是吗。