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微納星空“一箭五星”成功入軌 商業(yè)航天2.0時(shí)代正在到來 2022-02-27 14:25:45  來源:36氪

2022年2月27日上午11點(diǎn)06分,“長(zhǎng)征八號(hào)”遙二火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行“一箭22星”拼車發(fā)射任務(wù),將微納星空研制的泰景三號(hào)01星、泰景四號(hào)01星、文昌一號(hào)01/02星以及西電一號(hào)共計(jì)5顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。值得一提的是,此次升空的這五顆衛(wèi)星累計(jì)發(fā)射重量超過800kg,接近此次長(zhǎng)征八號(hào)遙二火箭總載重量1.7噸的一半。

“長(zhǎng)征八號(hào)”遙二火箭發(fā)射升空

五顆星四種狀態(tài):對(duì)于衛(wèi)星制造公司來說,研發(fā)能力與量產(chǎn)能力是最重要的兩個(gè)核心能力

微納星空創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)高恩宇對(duì)36氪表示:“對(duì)于一家衛(wèi)星制造商來說,研發(fā)能力和量產(chǎn)能力是最重要的兩個(gè)核心能力,此次發(fā)射5顆星,除文昌一號(hào)01星、02星兩顆星技術(shù)狀態(tài)完全一致外,其它衛(wèi)星(泰景三號(hào)01星、泰景四號(hào)01星、西電一號(hào))的技術(shù)狀態(tài)均各不相同。這些衛(wèi)星要開展并行設(shè)計(jì)、并行研制、并行總裝、并行出廠和并行發(fā)射,這在中國的商業(yè)航天領(lǐng)域還屬首次?!?/p>

而在衛(wèi)星量產(chǎn)能力方面,一家公司要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星量產(chǎn),不僅要考慮核心部件的自主研發(fā)、更要著重考慮整星設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、分系統(tǒng)的模塊化以及整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈之間的協(xié)同配合。

高恩宇對(duì)36氪說:“對(duì)于企業(yè)來說,則要更多地考慮設(shè)備投入、生產(chǎn)流程管理、供應(yīng)鏈管理及產(chǎn)品測(cè)試等問題。例如,需要建設(shè)生產(chǎn)基地來保證量產(chǎn)能力,同時(shí)還要利用概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來制定產(chǎn)品測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試策略來達(dá)到用相對(duì)短的測(cè)試時(shí)間保證測(cè)試準(zhǔn)確性和產(chǎn)品質(zhì)量的效果。在這方面,微納星空已打造了八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星平臺(tái),并實(shí)現(xiàn)了500公斤級(jí)至1噸級(jí)的衛(wèi)星研制和批量生產(chǎn)能力?!?/p>

國內(nèi)首顆X波段商業(yè)SAR(合成孔徑雷達(dá))衛(wèi)星正式入軌運(yùn)行:與可見光衛(wèi)星形成互補(bǔ),豐富我國對(duì)地面觀測(cè)手段

我們傳統(tǒng)遙感衛(wèi)星主要是以光學(xué)為主,光學(xué)衛(wèi)星就與單反相機(jī)類似,只有在有光照的條件下才能成像,也就是說白天可以,晚上不行。同時(shí),云霧等自然條件對(duì)于衛(wèi)星的成像影響很大。

但是SAR衛(wèi)星則可以很好的規(guī)避以上缺點(diǎn),它是主動(dòng)向地面發(fā)射微波,然后在地面形成反射回波后生成圖像。因此無論白天、晚上,雨雪、霧霾,微波都可穿透障礙層直達(dá)地面,與可見光衛(wèi)星有效地形成互補(bǔ),豐富我國對(duì)地觀測(cè)手段。

由微納星空研制的國內(nèi)首顆X波段商業(yè)SAR衛(wèi)星“泰景四號(hào)01星”,總重量接近350kg,也是此次發(fā)射的22顆衛(wèi)星中最重的一顆。

泰景四號(hào)01星

相比于C波段和Ku波段SAR衛(wèi)星,X波段在應(yīng)用層面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在衛(wèi)星在以同樣入射角觀測(cè)地物時(shí),由于波長(zhǎng)和穿透能力的原因,X波段相比Ku波段能夠更好地穿過云層等大氣遮擋對(duì)地拍攝,相比C波段又能夠更精確地描述目標(biāo)的細(xì)微特征,因此X波段是目前國際上主流用于對(duì)地觀測(cè)成像的SAR衛(wèi)星工作譜段。

由于我國的SAR衛(wèi)星數(shù)量有限,導(dǎo)致在突發(fā)自然災(zāi)害時(shí)無法迅速地做出反應(yīng),比如在2020年7月的河南特大暴雨災(zāi)情期間,光學(xué)遙感衛(wèi)星無法穿透云層進(jìn)行成像,這就導(dǎo)致了受災(zāi)地區(qū)的情況無法第一時(shí)間得到反饋,無法給救災(zāi)提供更全面的數(shù)據(jù)支撐。

但是隨著我國更多SAR衛(wèi)星的投入使用,其應(yīng)用場(chǎng)景也將愈加豐富,在未來防災(zāi)減災(zāi)中會(huì)發(fā)揮更大的作用。

“SAR衛(wèi)星的載荷是合成孔徑雷達(dá),隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展,雷達(dá)成本也在不斷降低,技術(shù)也更加成熟。這對(duì)SAR衛(wèi)星的商業(yè)應(yīng)用將起到更大的推動(dòng)作用。”高恩宇對(duì)36氪表示,“在合成孔徑雷達(dá)天線方面,X波段的衛(wèi)星天線相比C波段天線的精度要求更高,這就要求衛(wèi)星制造商擁有很好的整星控制能力:當(dāng)衛(wèi)星處于待發(fā)射狀態(tài)時(shí),雷達(dá)天線要實(shí)現(xiàn)最大程度的收攏,來減小整星體積;當(dāng)衛(wèi)星入軌后又需要將天線完全展開,并保持極高的展開精度。

高恩宇表示,天線機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要很強(qiáng)的研發(fā)能力,微納星空在研制泰景四號(hào)01星時(shí)完成了很多技術(shù)突破,天線的設(shè)計(jì)也處于行業(yè)領(lǐng)先水平。此外,由于泰景四號(hào)01星的功率更大,電子元件設(shè)計(jì)及相應(yīng)的處理軟件也更加復(fù)雜。同時(shí),為了提升衛(wèi)星的一次拍攝成像時(shí)間,泰景四號(hào)01星也配備了更大的電源和更先進(jìn)的控制系統(tǒng),使其單次拍攝成像時(shí)間達(dá)到了6-8分鐘。

商業(yè)遙感衛(wèi)星需求量與日俱增:我國在軌65%的遙感衛(wèi)星為商業(yè)公司所研制

2015年被認(rèn)為是我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的元年。由于相關(guān)政策的鼓勵(lì)和支持,以及以SpaceX為首的國外商業(yè)航天公司蓬勃發(fā)展所帶來的市場(chǎng)效應(yīng),我國陸續(xù)出現(xiàn)了一批商業(yè)衛(wèi)星公司和民營火箭公司。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2015年及以后成立的商業(yè)航天企業(yè)約占國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)總數(shù)的76%,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)開始初步成形。

由于技術(shù)、研發(fā)成本、盈利模式的差異,從目前的市場(chǎng)狀態(tài)開看,我國商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)展速度是要高于民營火箭的,其商業(yè)化也更加成熟。公開材料顯示,到2020年底,全國共有313家商業(yè)航天企業(yè),其中衛(wèi)星領(lǐng)域的企業(yè)(包括衛(wèi)星應(yīng)用、衛(wèi)星制造和衛(wèi)星運(yùn)營)為266家,占比達(dá)到了近85%。

商業(yè)衛(wèi)星的研發(fā)是一項(xiàng)投入非常巨大的系統(tǒng)性工程,這就需要衛(wèi)星制造商有足夠的研發(fā)、制造能力和應(yīng)用市場(chǎng)。以此次微納星空發(fā)射的五顆衛(wèi)星為例,除了西電一號(hào)衛(wèi)星為試驗(yàn)星外,其余四顆均為商業(yè)遙感衛(wèi)星。

雖然從衛(wèi)星的種類看,全球在軌的衛(wèi)星中有超過一半的衛(wèi)星是通信衛(wèi)星,但在我國商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域中,遙感衛(wèi)星的數(shù)量要明顯高于通信衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星,截至2021年4月,我國遙感衛(wèi)星在軌工作數(shù)量為99顆,其中商業(yè)投資64顆,占比高達(dá)65%。

而商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展主要是由市場(chǎng)需求引起的。

微納星空創(chuàng)始人高恩宇表示,導(dǎo)航衛(wèi)星目前主要由國家有關(guān)部門研制,無論是美國的GPS系統(tǒng)還是我國的北斗系統(tǒng),基本已經(jīng)滿足了人們?nèi)粘I钪械亩ㄎ恍枨蟆!岸从^遙感領(lǐng)域,此前一個(gè)民營企業(yè)要想獲得一定期限內(nèi)的衛(wèi)星照片,需要向有關(guān)部門去申請(qǐng)購買,且越是近期價(jià)格越高。但隨著商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星本身的成本在下降,這時(shí)發(fā)射一顆屬于自己的遙感衛(wèi)星就成為了很多企業(yè)的選擇。”

因此,遙感衛(wèi)星成為了我國現(xiàn)階段商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展的重點(diǎn)。并且隨著我國遙感應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,遙感衛(wèi)星已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、水利、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境、測(cè)繪、交通、氣象、海洋、地球科學(xué)研究等方面得到廣泛應(yīng)用,其商業(yè)價(jià)值也已經(jīng)凸顯。

商業(yè)航天2.0時(shí)代正在到來:將成為國家航天的堅(jiān)實(shí)的補(bǔ)充力量

目前,我國的商業(yè)衛(wèi)星公司主要包括微納星空、長(zhǎng)光衛(wèi)星、天儀研究院、九天微星等。隨著行業(yè)的發(fā)展,我國的商業(yè)衛(wèi)星公司也在逐漸積累技術(shù)、沉淀經(jīng)驗(yàn),并努力完成商業(yè)閉環(huán)。隨之而來的則是航天內(nèi)部的協(xié)同分工更加成熟可靠,商業(yè)航天2.0時(shí)代也將隨之到來。

高恩宇表示,國外的商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)已經(jīng)把衛(wèi)星研制、發(fā)射和運(yùn)營業(yè)務(wù)區(qū)分開來,市場(chǎng)上的公司也各司其職,這是一種比較成熟的業(yè)態(tài);而微納星空也將自己定義為了一個(gè)純粹的衛(wèi)星制造企業(yè),未來會(huì)繼續(xù)在產(chǎn)品研發(fā)上發(fā)力,向市場(chǎng)推出高性能、高性價(jià)比的衛(wèi)星。

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