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美国军工之休斯(四)卫星帝国

美国公司那些事儿  · 公众号  · 美国  · 2019-05-04 19:40

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图注:已经90岁高龄的同步通信卫星之父哈罗德·罗森看着各种型号的卫星模型

一开始最起劲的是美国电话电报公司(AT&T),这可不是后来被反垄断法拆分的AT&T,是十足的巨擎。早在1954~1955年,AT&T旗下的贝尔实验室就提出,在环绕地球的中等轨道上,部署一系列小型卫星,用于转发1000门跨洋长途电话。要知道,第一条跨大西洋海底电话线TAT-1只能同时接通36门电话,因为当时没有海底光缆。其实,AT&T的概念比著名的铱星计划早了40年,比现在层出不穷的卫星互联网概念早了半个多世纪,更夸张的是当时还没有任何一颗卫星被发射上天,这才叫前瞻性。这里需要强调的是,AT&T的方案是一种镜像卫星(mirrors),或者叫做被动卫星(passive),在技术上比较容易实现。这也是NASA更倾向的方案,后来发射的”回声“(ECHO)卫星做的就是这一方案的技术验证。

1959年底,休斯公司罗森团队提出了比AT&T及贝尔实验室更激进的方案,这就是直接将卫星部署到36000公里高度的地球同步轨道上,这样理论上一颗卫星就可以照顾地球1/3的表面。而且,罗森团队的方案是一种转发卫星(repeater),或者叫做主动卫星(active),差别在与卫星上装有信号放大器,可以提高更高的通信质量,但卫星的尺寸势必会更大,放大器和转发器也需要消耗更多电力。在休斯公司内部这一方案争议都很大,卡佛和帕克特支持,但海兰德以没有预算为由反对。结果逼得罗森和团队内另两名成员堂·威廉姆斯(Don Williams)、汤姆·哈德斯佩斯(Tom Hudspeth)准备每个人掏一万美元来做这颗卫星。按照现在时髦的说法,如果搞成了叫做内部创业。

图注:强强三人组,由近及远分别是堂·威廉姆斯、汤姆·哈德斯佩斯、哈罗德·罗森,它们身前的是Syncom同步通信卫星,照片拍摄于卡纳维拉尔角。

这种破釜沉舟的勇气打动了海兰德,不过有拉莫和伍尔布里奇出走的惨痛教训,海兰德可能也担心如果不答应罗森团队的预算要求,他们极可能集体辞职单干。实际上,罗森团队的确在公司外找过资金,只不过并没有什么人愿意掏钱冒险,因为当时放卫星要比牟其中放卫星更夸张。另一方面,海兰德在国防部的人脉使得他嗅觉异常灵敏,为满足世界各地美军的通信需要,国防部已经开始直接参与主动通信卫星,下属的APAR同时设立了中轨道和同步轨道两个项目,前者代号”中继“(Relay),后者代号”降临“(ADVENT)。1961年,美国无线电公司(RCA)中标了”中继“项目,而休斯公司中标了”降临“项目。AT&T将分别在两个项目基础上实现商业化,AT&T的是Telstar卫星,而休斯公司的则是Syncom。

休斯公司中的标要比RCA技术复杂得多,因为它采用了三轴稳定,而不是传统的自旋稳定。卫星在轨道上运行需要保持稳定,最简单的稳定方式就是利用陀螺效应,让自己旋转起来,中国第一颗卫星“东方红”1号就采用了自旋稳定。然而,自旋稳定卫星有个很大的缺陷,就是太阳能电池只能安装在卫星表面。而且由于一直在旋转,无法对准太阳的方向,电力供应受到了很大限制。ADVENT自身是不转的,因此能够安装较大的太阳能电池帆板,通过调整对准太阳的角度,来最大限度产生电力。但步子迈太大就容易扯到蛋,ADVENT重量接近半吨,超出了当时大部分运载火箭的能力,只有洲际导弹发展而来的“宇宙神”运载火箭,再加装强大的“半人马座”低温上面级才能发射入轨。问题是后来彪炳的“半人马座”,在1968年之前都极其不可靠,10颗ADVENT的发射计划也在1962年被取消,休斯公司只能退回到自旋稳定上来。







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