150万美元发射"艺术品"卫星 只为让你仰望星空

据国外媒体报道,当太空探索公司SpaceX旗下的猎鹰9号火箭于周六从位于加利福尼亚州圣巴巴拉北部的范登堡空军基地发射升空时,其有效载荷将包括来自34个组织和17个国家的64颗小型卫星。每一颗卫星都向航天发射中介公司Spaceflight Industries支付了高额费用,从而被火箭送到距地350英里的近地轨道。

这些卫星中的大多数注定要实现一些实用目的,比如说通信、观测以及科学研究。但其中有一颗小卫星,目的只是为了吸引世界各地的人们形成一种原始冲动:仰望星空,想知道地球外面有什么。

今年4月份,这颗卫星的创造者、艺术家特雷弗⋅佩格伦(Trevor Paglen)坐在加州西科维纳(West Covina)汉普顿酒店的大堂里,解释他称之为轨道反射器(Orbital Reflector)这一项目背后的理由。

“对我来说,真正的意义是创造一种催化剂,让我仰望天空,思考从行星到卫星、从太空垃圾到公共空间的一切,然后问,‘在这个星球上到底意味着什么?’”佩格伦说。他来到加利福尼亚,亲眼目睹了对他发明至关重要的发射前测试。“在某些方面,这是一个永恒的问题,但问题的内容总是在变化。”

佩格伦说,这个项目是与位于里诺的内华达艺术博物馆(Nevada Museum of Art)合作进行的,是“第一个纯粹作为艺术存在的卫星”。就艺术本身而言,它并不便宜。这颗卫星造价150万美元,预算是由博物馆、私人捐赠者和Kickstarter发起的一项活动提供的,但确实名副其实。

一旦进入轨道后,它将展开一个100英尺长,5英尺宽的气球,由高密度聚乙烯制成,涂有二氧化钛粉末,能够将光线反射回地球,从而像夜空中的北斗七星一样肉眼可见。这是一部展现在夜空中的公共艺术作品。在正确时间和良好的天气条件下,任何人都能够观察到它,也可以通过该项目网站或Starwalk 2应用程序追踪其迹象。

佩格伦说:“我们的目标是把它建成与其他卫星完全相反的卫星。”在其他卫星可能进行拍摄或测量的地方,他的卫星将是大胆的、异想天开的无用之物。它将在空中停留至少两个月,然后在返回大气层途中燃烧殆尽。“这是艺术作品的一种创作方式,它存在于地球上,在整个地球尺度上进行思考。”

佩格伦的工作室设在柏林,但随着职业生涯和旅行日程的加快,他待在柏林的时间越来越少。他穿着他平常穿的白色T恤、黑色牛仔裤和靴子。手机旁边的桌子上放着一副飞行员太阳镜和一瓶樱桃可乐。他正在倒时差,看起来有点疲惫。

开发轨道反射器是一个漫长而复杂的过程,期间佩格伦也推进其他项目、博物馆展览和讲座。

这位44岁的艺术家正全速迈向他职业生涯的中期顶峰。他去年获得麦克阿瑟基金会的“天才”奖,今年又获得白南淮艺术中心奖,目前他正在华盛顿的史密森美国艺术博物馆举行一个大型回顾展。佩格伦创作的作品及时且往往充满科技元素。

他在伯克利获得了地理学博士学位,开创了一个他称为“实验地理学”的领域,研究这些无形世界的空间含义,目的是让我们最终看到它们。他长途跋涉到“地图上的空白地带”拍摄秘密军事基地;他还学会了水肺潜水,这样他就可以拍摄海底数据电缆;他绘制了卫星和侦察机的航线图;他还向外太空发送了一系列“最后的照片”,试图建立一座可能比地球更长久的纪念碑。

轨道反射器是佩格伦二十多年来提出问题的逻辑延伸,其范围和复杂性越来越大。这也适时地呼吁我们所有人更加关注蓬勃发展的航天工业。正如佩格伦曾想要让陆地上的参观者看到周围隐藏世界的物理形状一样,他涉足外太空是为了引起人们对太空的注意。

佩格伦想让人们知道,在哈勃望远镜凝视着我们之外星系的背后,还有几十颗卫星的电子眼在凝视着地球,在进行广播、发射和观测。

快到晚餐时间了,轨道反射器项目团队的其他成员开始聚集在大厅,然后前往附近的餐厅。内华达艺术博物馆(Nevada Museum of Art)的通信主管阿曼达⋅霍恩(Amanda Horn)走了进来,坐在我们旁边。“我想把你介绍给齐亚,”她对我说,“你可以问他一些技术方面的问题。”

“完美”, 佩格伦说。“我们讨论了的是阻力系数和气球设计的含义。”

如果霍恩负责让这列项目火车保持在轨道上,那么工程师齐亚⋅奥布迪亚特(Zia Oboodiyat)将负责确保它能正常运行。奥布迪亚特早在年少时就离开了伊朗。2011年,他在做最后一个摄影项目时遇到了佩格伦。他写诗,有一种哲学倾向,当我们重新讨论发射的复杂性和潜在困难时,奥布迪亚特似乎很平静。

“我们尽可能地预测风险并对其进行测试,并模拟卫星将要面临的条件。这就是明天测试的目的:模拟发射条件的动态,” 奥布迪亚特说。“我们已经做了分析,检查了我们的假设,但是和太空计划有关的任何因素都存在风险。”

霍恩递给他一个信封,奥布迪亚特拿出了佩格伦和博物馆为这个项目制作的四个补丁。长期以来,佩格伦一直在收集各种补丁,通常以蛇、头骨或章鱼为特色。

他为轨道反射器设计的版本很卡通,其中的格言看起来更像是在拿建造卫星过程的单调乏味开玩笑:“轨道反射器后勤/在太空没人能听到你的抱怨”;“里诺,我们有问题了/不是我的问题”。 奥布迪亚特拿起一块蓝色的圆形补丁,上面绣着一个微笑的金发男子形象,他读了上面用粉色字母写的标语。

马克⋅卡维泽尔(Mark Caviezel)是制造轨道反射器的全球西部公司(Global Western)工程二人组中的一员,他打开了一个黑色的百利能箱子,露出一个闪亮的铝质矩形,就像一条大面包。“好了,特雷弗,你的鸟来了。”他说着,用夸张的手势把它拉出来。“那是你的飞机。”

第二天早上8点,我们来到科维纳的一个普通工业园区,在联合实验室(Consolidated Laboratories)里。穿过卷帘门,感觉就像步入了时空隧道,这个巨大的空间里一半是机器车间,一半是存放计算机和机器的库房,这些机器看起来像是来自上世纪70年代。

“太空时代”这个词往往让人联想到未来主义,但我们忘记了第一个太空时代及其冷战时期的所有投资都发生在半个世纪前。那个时代的航空航天工业主要依靠美国国家航空航天局(NASA)位于帕萨迪纳的喷气推进实验室(Jet Propulsion Lab)的军事和国防开支以及休斯(Hughes)等周边众多私人承包商的支持,为南加州的大部分经济提供了动力。休斯的总部就位于附近的富勒顿(Fullerton)。一些美国制造的机器,其中也包括运行这些机器的计算机都是为了经久耐用而制造的,现在仍在用于此类测试。

“这让我想起了我刚刚开始在这个行业工作的那一天,” 奥布迪亚特说。这时,一名技术人员插入了一张8英寸的软盘,开始启动一台古旧的机器,机器与一个标着“5427A振动控制系统”的衣柜大小单元相连。“这里的很多东西都属于史密森尼学会。”

这颗未来派的立方体卫星位于阳极氧化铝外壳内,复制了运载火箭上发射舱的精确尺寸,是所有单调遗迹中唯一闪亮的东西。虽然看起来很突兀,但它的存在是有意义的。该设施仍在运转,而且正是佩格伦多年来一直在寻找和描写的那种地方,一个隐藏在视线之内的国防工业综合体节点,只是被平庸所掩盖了起来。

卡维泽尔似乎证实了这种怀疑。“通常并没有多少观众愿意参观这里。没有多少摄像机,”他说。“大多数从这里来的人都来自洛克希德或波音,最不希望人们知道他们来过这里。”

“通常我一个人在这里,”负责测试的技术人员拉里说,“所以这有点不寻常。” 奥布迪亚特试图向他解释这个项目:“这是艺术,也是科学,两者兼而有之。它是独一无二的。”

卡维泽尔曾告诫我说所谓的振动测试装置并没有什么让人激动的地方:卫星装置将用螺栓固定在一个连接到电动“振动器”的金属板上,然后发送高频振动模拟发射的情形。“这不是什么大动作,所以我希望你不要失望。”最令人兴奋的事情可能只是连接和拆卸,“以便让相同的测试沿着x、y和z轴运行。”

当我看到技术人员小心翼翼地将卫星用螺栓固定在底板上,并通过铝制支架连接到平台上时,我脑海中浮现的并不是“令人兴奋”这个词。振动器本身看起来就像一个连接在焊接台上的水泥搅拌机。“它可能制造于80年代。这些东西可以持续很多年。”

“第一部分不会让人印象深刻,”拉里说。“它非常安静。”然后他拿出耳塞,所有人的目光都转向了这个银色的小盒子。机器启动时发出一种半挂车急需调试的声音,但除此之外,就像之前所说的那样,似乎什么也没发生。

不管看着一块金属立方体以超出人眼所能察觉的频率振动有多么令人扫兴,对佩格伦来说这都是一个漫长的过程。佩格伦的父亲是一名空军眼科医生,他们一家住在马里兰州、德克萨斯州和加利福尼亚州的军事基地里,特雷弗上初中的时候在德国的维斯巴登机场定居下来。

他回到美国伯克利上大学,在那里他学习了宗教和音乐。随后又在芝加哥艺术学院获得了艺术硕士学位,之后回到伯克利攻读地理博士学位。在伯克利,他仔细研究美国地质勘探局的航拍照片,寻找未知点。2003年他第一次访问了内华达州的51区,这成为了他的论文,最终成为了他的著作《地图上的空白点》(Blank Spots on the Map)的出发点。

当时和现在一样,佩格伦的方法是质疑一切。除了这本书,他还徒步穿越沙漠和高山,拍摄了一系列引人注目的照片,其中一些照片拍摄于60英里以外。接着,他把镜头转向天空,学习如何识别、跟踪和拍摄卫星,这个项目被称为“另一片夜空”。结果是超现实和熟悉的,完全新颖,但植根于我们的视觉文化。

大约在那个项目的时候,也就是本世纪头十年的中后期,他开始考虑打造轨道反射器的项目。2008年佩格伦开始组建一个团队,2013年他发布了4个非功能性卫星的原型。

根据佩格伦的说法,这是航空航天版的“为艺术而艺术”,试图看到“如果航空航天工程的方法与该行业背后的利益脱钩,那会是什么样子”。或者,正如他在2015年史密森学会(Smithsonian)的一次演讲中所言:“你能制造一颗不是武器的卫星吗?你能造一颗没有商业、科学或军事功能的卫星吗?你能不能仅仅因为你想造一颗卫星,因为你认为它会很漂亮就造一颗?”

事实证明你可以,但这并不容易。2015年,佩格伦在内华达州艺术博物馆的艺术+环境中心(Center for Art + Environment)找到了这个项目的合作伙伴。佩格伦说:“内华达艺术博物馆在思考如何做这样一个项目以及围绕项目开发方面非常灵活和富有创造性。”他指出,考虑到失败的可能性,他们也能够勇敢承担起责任。他表示:“对于一家机构来说,这确实是一个非常冒险的项目。”

从博物馆的角度来看,这是一个项目,也是一种艺术,符合他们的使命。“我们非常关注西方的艺术和环境,关注人造和自然世界的交汇处,我们有大量关于陆地艺术的档案,”霍恩在我们第一次讨论该项目时说。“对我们来说,这基本上是天空中的一件陆地艺术品。”

霍恩带头筹款,并帮助指导了许多后勤细节,成为文书方面的专家,而文书工作似乎是航天飞行的真正推动力。她说:“我不确定其他任何艺术博物馆会接受这个项目。但我们至少喜欢风险管理。”

他们共同编制了预算和工程小组,并设法利用商业太空的迅速发展,这使卫星发射在某种程度上是可以负担得起,对于微型卫星和纳米卫星来说尤为如此。

后一类卫星的特点是重量在1至10公斤之间,该行业围绕着所谓的立方体卫星标准(CubeSat standard)进行了整合。立方体卫星标准最初是为学术研究项目而引入的,现在已得到了广泛应用。(本周早些时候,在InSight火星探测器成功登陆火星的过程中,两颗立方体卫星为NASA提供了至关重要的通信支持。他们与着陆器一起抵达这颗红色行星,成为首批超越近地轨道的立方体卫星,并发回了一些引人注目的火星照片。

立方体卫星标准以10厘米的立方体为基本单位,轨道反射器是一个非常标准的3立方单位卫星,其外观尺寸是10�10�30厘米。此次发射被Spaceflight? Industries命名为“SSO-A: SmallSat Express”,本身就是该行业不断发展的证据,标志着该公司首次购买了猎鹰9号的全部有效载荷,也是美国运载火箭迄今为止规模最大的一次发射任务。立方体卫星是此次火箭发射的主要客户。

博物馆为打造这颗艺术卫星并把它送入近地轨道筹集了150万美元,这似乎是一大笔钱,但花点时间和那些毕生致力于建造卫星的人在一起,你会觉得这很划算。

“这个行业正在发展,”奥布迪亚特说。“突然之间,你可以在一个小立方体上花上100万或200万美元进行实验,学到同样的东西,而不是数亿美元。”

SpaceX由企业家埃隆⋅马斯克(Elon Musk)于2002年创立,如今已成为领先的私人太空运输公司。今天是SpaceX自2010年首次发射猎鹰9号火箭以来的第64次发射。但SpaceX并非该行业唯一一家公司,近年来商业太空领域的外部投资和发射数量都出现了巨大增长。

据估计,去年有120家风险投资公司向私人太空公司投资了近40亿美元,今年以来已经进行了72次轨道发射。在这个市场中引导客户进入太空的是像Spaceflight? Industries这样的中介公司。

Spaceflight? Industries公司首席执行官科特⋅布莱克(Curt Blake)表示:“我们确实是让人们进入近地轨道的推动者。”他说,随着门槛越来越低,他们看到了“一大堆野心不同的卫星,你会说,’这太神奇了,人们居然想到了这一点。’”这次发射中有一颗卫星将研究海水的清澈程度作为海洋健康的一种衡量标准,而另一颗卫星则测试不同重力水平对藻类的影响。

制造和发射一颗卫星可能比过去更容易实现,但这个项目从规模开始,代表了一系列独特的技术和美学挑战。大多数立方体卫星相对较小。而佩格伦的卫星只需要展开一条100英尺长的尾巴。

卫星的气球部分在一定程度上把他们带到了Global Western公司,这家公司之前曾为一名法国高空跳伞者做过一个气球项目,因此有气球方面的经验。佩格伦最初的球形概念很早就被抛弃了。“这是一个非常有效的形状来最大化表面积,”他说,“但这也意味着它很容易受到阻力的影响。”因此,就最大化滞空时间而言,这不是一种非常有效的方式。

从效率上讲,拖在卫星机身后面的圆柱形气球被认为是最佳选择,但在佩格伦看来,这个装置有点太过“阳刚”了。他勾勒出一个多面,钻石形状的版本,看起来几乎像一把剑。

反射器的最佳形状只是一系列需要回答和解决问题的开始,这些问题似乎一天比一天多。用什么做气球?它会怎样膨胀?怎样打造通信链路?这么小的一个单元能装多少电池?具备多大的太阳能充电能力?你怎么才能把所有其他部件都装进去,同时还能给气球留出空间呢?释放气球的机制是什么?铰链应该放在哪里?你如何避免气球撞击到其他卫星?气球对太阳辐射会有什么反应?气球会产生多大的阻力,阻力会以多快的速度使气球脱离轨道?

但工程师们喜欢解决问题,而且在任何情况下,他们都寻求最简单、最可靠的解决方案,在可能的情况下建立冗余备份系统。通信链路是通过业余无线电建立的;由于太空中的空气压力接近于零,整个气球将通过一个简单的二氧化碳罐充气。由此产生的卫星是一个简洁优雅的小实验,它由大约100个不同的组件组成,其中许多组件都是现成的。

这是Global Western的第一个立方体卫星项目,但他们似乎很享受这个挑战。“当马克打电话让我做这个项目时,我没有马上回答,”斯奈德说。“我想确定这是我能做的事情。”他对这个结果和相对简单的过程感到满意。“这颗卫星是我造的,”他边说边敲着盒子。它有太阳能、锂电池和电脑。他说,这可能预示着太空飞行的新时代。

“不是每个人都在自己的车库里制造卫星,”奥布迪亚特说。

“每个人都应该如此!”斯奈德反驳说。

对卫星的震动测试还在进行中,佩格伦离开了。说实话,我们在那里没有多少事可做。机器不停地振动,绘图仪不停地绘图,工程师们不停地观察,最后拉里竖起了大拇指。机器停止了咆哮,团队聚集在一起看结果。

“这是个好消息,”卡维泽尔说。“没有大的峰值或方差。非常稳定。”

斯奈德和奥布迪亚特对此表示赞同。拉里点点头,然后换了另一张8英寸的软盘。

在测试的间歇,我花了很多时间把脸贴在离铝盒6英寸的地方,试图窥视里面的情况,看出卫星的一些秘密。我可以从螺丝和铰链处,以及连接到外部的太阳能电池板上看到它是手工打造的。这个项目既复杂得超出了普通人的理解,又简单得令人担忧:一个带气球的小盒子和一个可以对其进行充气的远程遥控装置。

虽然卫星体积很小,但画布的尺寸和潜在影响的范围都很大。史密森尼博物馆馆长雅各布写道:“轨道反射器……将佩格伦置于克里斯多和迈克尔⋅黑泽等地球艺术家的传统之中。”“它自己几乎就是一个星球,而不是地球上大规模的陆地艺术。”“一颗没有信息收集功能的卫星变成了一颗人造恒星,是一颗反射着纯粹喜悦和惊奇的物体。”

当天轨道反射器通过了所有测试,在通往发射的道路上迈出了重要的一步,这令制造它的人感到欣慰。到那天结束时,团队的讨论已经变得充满渴望。

奥布迪亚特说:“这就像你有了一个孩子,你投入了所有的时间,然后就把它送走了。”“每次我造一颗卫星,我都有那种空虚感。然后你找到下一个项目重新开始。”然而,这个项目有些不同,他把它与更高的目标联系在了一起。“这只是纯粹的艺术,”他说。“它没有歧视。无论你是谁,你都能看到它,它是希望之光。它帮助人们变得更有好奇心。”

在测试之后的几个月里,卫星出现了一些小问题并得到了解决,所有其他必要的测试都通过了。自夏末以来,该团队和卫星已经准备好发射。SpaceX公司原定于7月份发射火箭,但推迟了发射计划,随后又再次推迟。就在上周,佩格伦和他的团队在前往范登堡参加原定于11月19日火箭发射的途中,他们得到消息,火箭将再次推迟发射。一周后,有关恶劣天气的报道导致了另一次延期。

今年10月份,这颗卫星前往位于华盛顿奥本(Auburn)的Spaceflight? Industries公司总部,进行“整合”过程,在这个过程中,它被塞进位于火箭顶部发射单元的发射槽中。从那时起,它就脱离了轨道反射器团队的控制。

唯一的问题发生在去年夏末,当时一些天文学家和博主抱怨说,这个项目相当于在污染问题上做文章,只不过是向太空发送了更多的垃圾,从而引发了一场争议。在一个典型的抱怨中,欧洲航天局(European Space Agency)负责科学与探索的高级顾问马克⋅麦高林(Mark McCaughrean)在Twitter上写道,“加上一颗这样的卫星,根本不会超越轨道上卫星原有的样子,也不及许多自然现象那么迷人。这是一个完全空洞的艺术声明。”

对佩格伦来说,反对意见只是证明,即使是发射前轨道反射器也能够成功激发讨论。他利用这个机会发表了一篇自己的文章,作出有力的回应。对于把“无用”的东西放到太空中的批评,他写道,“我承认自己有罪。我认为公共艺术是一件好事。公共艺术的“无用性”一点也不困扰我。事实上,这是一件值得去做的事情。”

更重要的是,一颗仅持续两个月的小卫星,相比于大约2000颗卫星和50万块已经漂浮在轨道上的太空垃圾显得微不足道。他写道,该项目旨在“让人们意识到,世界已经对太空造成了多么严重的损害。”

他的论点让我想起了我们在西科维纳的一段对话。佩格伦对我说:“太空飞行的历史就是核战争的历史。洲际弹道导弹不是用来把人送上月球的。它们是用来炸地球的。”

佩格伦的卫星很可能与真正的军事卫星一起搭上太空的便车,这是一个不可避免的现实,范登堡长期以来一直是军事卫星首选的发射地点。事实上,佩格伦也曾为了地图上的空白区域而拜访过范登堡,他写道,他想近距离观察情报界的“天堂之门”,“一个几乎完全致力于黑色项目的军事基地”。

这样的重叠只会让项目隐含的批评更加尖锐:进入太空的唯一途径,即使是在新商业化的航天工业,也需要来自军方的支持。

如果一切按计划进行,猎鹰9号火箭将于周六在范登堡发射台点火,向南飞行,穿过辽阔的海洋,朝着南极洲的轨道飞行。佩格伦和工程师们也会到场,博物馆还在附近的一个公园举办了一场观展会,可以清楚地看到发射过程。

发射后大约一个半小时,Spaceflight? Industries的发射单元将与火箭分离,在未来五到六个小时内,将展开有效载荷,首先是15个较大的微型卫星,然后是49个立方体卫星,其中就包括轨道反射器。

发射单元内装有轨道反射器的舱门会打开,底部的弹簧会将其弹入太空。大约10小时后,一个业余无线电信号会将保持装置关闭的光谱线融化。盒子将打开,另一个无线电信号将触发压缩二氧化碳罐,钻石形状的气球将从卫星体后面拖出,膨胀到100英尺长。

在24小时内,团队将从Norad获得跟踪信息。在一到两天之内,人们将能够在天空中找到轨道反射器的身影。

然后,也许两个月后,它就会消失。部署在类似轨道的正常立方体卫星可能会在空中停留20年之久,但随着每90分钟绕地球一圈,气球带来的阻力将使得轨道反射器的高度逐步降低,最后重新进入大气层燃烧殆尽。

当然,即便是两个月的估计也更像是一种有根据的猜测;即便假设完美的发射仍然有许多变量,从太阳辐射到气球的膨胀方向,到无法预料的阻力,再到通信问题。

“它本质上就是一个混乱的系统,”佩格伦告诉我。“你不能准确地预测它会发生什么。”但那就是太空。这也是艺术。”

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