小衛(wèi)星 大天地

文 |北京空間科技信息研究所 孫憶鴻 楊璐茜

小衛(wèi)星 大天地

文 |北京空間科技信息研究所 孫憶鴻 楊璐茜

編者按

近年來(lái)，隨著衛(wèi)星技術(shù)的成熟以及市場(chǎng)需求的增加，小衛(wèi)星進(jìn)入快速發(fā)展期，國(guó)內(nèi)外航天企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)圍繞小衛(wèi)星做了諸多探索，中國(guó)也不例外。2016年，中國(guó)的小衛(wèi)星事業(yè)進(jìn)入收獲期，為此本刊記者采訪(fǎng)了參與小衛(wèi)星事業(yè)的相關(guān)專(zhuān)家，獲得中國(guó)小衛(wèi)星發(fā)展的一手資訊。

推進(jìn)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

周軍，西北工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任西北工業(yè)大學(xué)精確制導(dǎo)與控制研究所所長(zhǎng)、陜西省微小衛(wèi)星工程實(shí)驗(yàn)室主任，陜西省電動(dòng)伺服系統(tǒng)工程研究中心主任，“翱翔之星”總設(shè)計(jì)師,兼任國(guó)家863重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家組成員、原總裝備部衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)專(zhuān)業(yè)組特邀專(zhuān)家。長(zhǎng)期從事飛行器精確制導(dǎo)與控制、航天器動(dòng)力學(xué)與控制、先進(jìn)控制理論與應(yīng)用等方向的研究。

問(wèn)：西北工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西工大”）是歐盟“QB50”項(xiàng)目亞洲區(qū)唯一發(fā)起單位，其地面測(cè)控站是全球三個(gè)任務(wù)控制中心之一。您怎樣評(píng)價(jià)該項(xiàng)目？

答：這是一個(gè)很有創(chuàng)意的項(xiàng)目。首先，一句話(huà)描述就是“用很少的錢(qián)做很大的事”——即僅以800萬(wàn)歐元的投資就牽引了世界90多個(gè)國(guó)家、地區(qū)、單位參與，其中多數(shù)為高校，產(chǎn)生了巨大的國(guó)際影響。其次，該項(xiàng)目致力于“人類(lèi)幾乎未做過(guò)的事”——即探測(cè)高度在90～300km范圍內(nèi)的大氣低熱層，帶動(dòng)了國(guó)際立方星項(xiàng)目發(fā)展。

問(wèn)：您認(rèn)為西北工業(yè)大學(xué)作為高校在推動(dòng)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中起到怎樣的促進(jìn)作用？

答：總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)做小衛(wèi)星的人很多，產(chǎn)品種類(lèi)繁多。目前，西工大專(zhuān)注做立方星。首先，立方星標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化程度高，便于提供定制衛(wèi)星服務(wù)，西工大還參加制定了國(guó)際立方星的標(biāo)準(zhǔn)。其次，西工大廣泛采用商業(yè)元器件，大力推進(jìn)立方星產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，以期將衛(wèi)星從高端產(chǎn)品帶入應(yīng)用領(lǐng)域。另外，西工大注重人才培養(yǎng)，塑造了一批優(yōu)秀科研人才。例如，翱翔系列衛(wèi)星項(xiàng)目的參與者包括了20多名在校研究生，他們后續(xù)大多投身航天領(lǐng)域，以與工業(yè)從業(yè)者完全不同的思維模式開(kāi)辟全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。

問(wèn)：西北工業(yè)大學(xué)坐落于陜西這一絲綢之路的起點(diǎn)，是如何推動(dòng)“一帶一路”戰(zhàn)略實(shí)施的？

答：“一帶一路”的核心是互聯(lián)互通，當(dāng)下主要投注于基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域，而未來(lái)的關(guān)鍵則是“信息互聯(lián)互通”。從打造基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通通道到基于衛(wèi)星組網(wǎng)的天基互聯(lián)互通通道是大勢(shì)所趨。西工大推進(jìn)微納衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展這一議題本身就是為建設(shè)天基互聯(lián)互通通道奠定基礎(chǔ)的工作，以期實(shí)現(xiàn)信息獲取范圍不斷擴(kuò)展、交互速度極大提高。

探索微納衛(wèi)星發(fā)展新途徑

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

金仲和，浙江大學(xué)航空航天學(xué)院教授、副院長(zhǎng)，中國(guó)微米納米學(xué)會(huì)常務(wù)理事，國(guó)家杰出青年基金獲得者。主要研究方向?yàn)槲⑿⌒l(wèi)星、微機(jī)械技術(shù)、慣性傳感器等，負(fù)責(zé)研制了皮星一號(hào)A衛(wèi)星、皮星二號(hào)衛(wèi)星。

問(wèn)：浙江大學(xué)作為高校，是如何做好產(chǎn)學(xué)研協(xié)調(diào)發(fā)展的？

答：在與產(chǎn)業(yè)對(duì)接方面，我校對(duì)微小衛(wèi)星的研究早期主要是學(xué)術(shù)方面的，以研究為主，與產(chǎn)業(yè)交流比較少。在2005年后與產(chǎn)業(yè)界交流有所加強(qiáng)。

在與產(chǎn)業(yè)部門(mén)交流方面，一方面，中國(guó)空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院曾多次派專(zhuān)家前來(lái)幫助我校研制微納衛(wèi)星；另一方面，我們探索新的發(fā)展途徑，反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了航天部門(mén)的發(fā)展。我們長(zhǎng)期致力于采用商業(yè)器件為主研制微納衛(wèi)星，以降低衛(wèi)星成本，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。這條道路對(duì)航天產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是很有價(jià)值的。可以說(shuō)，我們學(xué)校與產(chǎn)業(yè)部門(mén)的互動(dòng)是一個(gè)雙贏的過(guò)程。

在人才培養(yǎng)方面，我校積極鼓勵(lì)學(xué)生參與微納衛(wèi)星研究和工程研制，結(jié)合工程實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生，使這些學(xué)生走上工作崗位之后可以快速上手、獨(dú)當(dāng)一面，投身航天建設(shè)。

問(wèn)：您如何看待高校在小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的地位和作用？

答：高校在探索產(chǎn)業(yè)發(fā)展新途徑、發(fā)展新技術(shù)方面有極大的優(yōu)勢(shì)。首先，高?？梢砸哉撐?、報(bào)告等形式傳遞給產(chǎn)業(yè)部門(mén)最新研究成果和最前沿的思路；其次，高校在研究過(guò)程中形成的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)可以轉(zhuǎn)讓、轉(zhuǎn)移給產(chǎn)業(yè)部門(mén)；此外，高校自主開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，也可以響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，由師生創(chuàng)辦創(chuàng)新企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。

問(wèn)：浙江省對(duì)高校發(fā)展航天事業(yè)或者小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)提供了哪些支持？

答：浙江省政府高度重視小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷引入商業(yè)遙感、衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域的公司，時(shí)任常務(wù)副省長(zhǎng)袁家軍曾多次到我?？疾煳⑿⌒l(wèi)星等航空航天研究工作，杭州市政府也在引進(jìn)運(yùn)載火箭、航天創(chuàng)業(yè)公司方面做了大量努力。特別是近年來(lái)，浙江本土民營(yíng)企業(yè)開(kāi)始介入衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，浙江省民營(yíng)資本與民營(yíng)企業(yè)蓬勃發(fā)展、土壤肥沃，有理由相信航天產(chǎn)業(yè)與浙江民營(yíng)資本結(jié)合后，可為我國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展開(kāi)辟獨(dú)特的道路。

小衛(wèi)星也能補(bǔ)充北斗導(dǎo)航

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

鄧中亮，北京郵電大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，“羲和計(jì)劃”室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)帶頭人。在建立建筑空間無(wú)線(xiàn)定位導(dǎo)航基礎(chǔ)理論、解決國(guó)際上通信網(wǎng)增強(qiáng)室內(nèi)“米級(jí)”三維導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)難題、構(gòu)建我國(guó)廣域室內(nèi)外無(wú)縫高精度導(dǎo)航與位置服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用系統(tǒng)、推動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用、提升我國(guó)導(dǎo)航與位置服務(wù)能力等方面做出了突出貢獻(xiàn)。

問(wèn)：您覺(jué)得通信類(lèi)高校應(yīng)該如何加入小衛(wèi)星發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈？

答：首先，小衛(wèi)星發(fā)展的目標(biāo)實(shí)際上是要支撐大數(shù)據(jù)的傳輸，包括通信，當(dāng)然也包括遙感和其他的一些專(zhuān)業(yè)用途，但更多的是希望它能解決目前全球還有30億人不能上網(wǎng)的大問(wèn)題。因此，這里面就涉及了很多小衛(wèi)星的相關(guān)技術(shù)，地面的通信技術(shù)發(fā)展到今天并不能直接搬到衛(wèi)星上應(yīng)用，這就意味著我們有很多關(guān)鍵技術(shù)要自己解決，包括眾多專(zhuān)家介紹的相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，這些都需要大家共同去探索。第二，衛(wèi)星的通信并不是衛(wèi)星本身的問(wèn)題，還需要組網(wǎng)。天上的資源怎么樣才能相互兼容，互相組成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，并且與地面網(wǎng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這本身也是一個(gè)新的課題。與此同時(shí)，在這種空天地資源越來(lái)越豐富的情況下，通信到底怎么發(fā)展，也面臨新的挑戰(zhàn)。這些問(wèn)題不管對(duì)高校的課題研究還是人才培養(yǎng)都非常重要。

問(wèn)：我們關(guān)注到您之前致力于羲和系統(tǒng)的研究，為何會(huì)轉(zhuǎn)而參與小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展？

答：從通信網(wǎng)來(lái)講，衛(wèi)星或者基站是一個(gè)基點(diǎn)。導(dǎo)航本身就是基于通信來(lái)做的，不管是北斗還是GPS，都是基于通信的。我們做的工作就是將通信與導(dǎo)航融合到一起，做到能通信的就能導(dǎo)航。既然小衛(wèi)星能通信，那為什么不能導(dǎo)航呢？我希望把所有的通信網(wǎng)變成導(dǎo)航網(wǎng)，同時(shí)又不影響通信。因此，我必須要研究新的通信網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)將來(lái)可以對(duì)北斗進(jìn)行一個(gè)很好的補(bǔ)充，能在應(yīng)用方面提供更好的服務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)小衛(wèi)星規(guī)模發(fā)展

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

魏永剛，現(xiàn)任中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品保證研究院副院長(zhǎng)、中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化專(zhuān)家組組長(zhǎng)、全國(guó)宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、全國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)。多年從事航天領(lǐng)域國(guó)家、軍隊(duì)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的總體策劃和規(guī)劃工作，負(fù)責(zé)多項(xiàng)國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

問(wèn)：您認(rèn)為小衛(wèi)星對(duì)空間經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)有何積極影響？

答：小衛(wèi)星技術(shù)成為商業(yè)航天領(lǐng)域炙手可熱的焦點(diǎn)，從全球范圍來(lái)看：一是行業(yè)參與者逐年增加。截至目前，國(guó)際上已經(jīng)有近50個(gè)國(guó)家擁有小衛(wèi)星。整個(gè)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)參與者更是不計(jì)其數(shù)。二是數(shù)量爆炸式增長(zhǎng)。截至2015年，全球在軌小衛(wèi)星（質(zhì)量≤500kg）的數(shù)量為460顆，占所有在軌衛(wèi)星數(shù)量比的1/3。三是商業(yè)市場(chǎng)潛力巨大。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查顯示，僅中國(guó)小衛(wèi)星行業(yè)產(chǎn)值就實(shí)現(xiàn)了年均19.84%的較快增長(zhǎng)，超越了傳統(tǒng)航天器制造業(yè)同期年均14.58%的增速。

那么，為什么小衛(wèi)星會(huì)得到全球航天企業(yè)如此青睞，我想還是小衛(wèi)星自身價(jià)值所帶來(lái)的。從社會(huì)價(jià)值方面來(lái)說(shuō)：小衛(wèi)星降低了航天技術(shù)和市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻。 許多中小企業(yè)以及大學(xué)都相繼加入小衛(wèi)星研制以及運(yùn)營(yíng)發(fā)射的行列，一些新興國(guó)家也依靠小衛(wèi)星敲開(kāi)了航天工業(yè)的大門(mén)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射零的突破，推動(dòng)了全球航天技術(shù)的整體發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面來(lái)說(shuō)：據(jù)市場(chǎng)調(diào)查顯示，2014年100kg以下衛(wèi)星的全球市場(chǎng)規(guī)模約為7億美元，預(yù)計(jì)到2019年會(huì)增長(zhǎng)到19億美元，成千上萬(wàn)的小衛(wèi)星獲得了風(fēng)險(xiǎn)投資的青睞。從技術(shù)價(jià)值方面來(lái)說(shuō)：由于其低成本和快速交付的特點(diǎn)，小衛(wèi)星經(jīng)常用作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行新技術(shù)的在軌演示，通過(guò)小衛(wèi)星進(jìn)行驗(yàn)證，能夠節(jié)約時(shí)間和金錢(qián)成本，并有助于提升空間技術(shù)水平。從管理價(jià)值方面來(lái)說(shuō)：相對(duì)于傳統(tǒng)衛(wèi)星高可靠性要求，小衛(wèi)星可以通過(guò)衛(wèi)星星座、備份星等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)減緩，滿(mǎn)足任務(wù)要求。

問(wèn)：您認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小衛(wèi)星發(fā)展有何意義？

答：小衛(wèi)星與大衛(wèi)星在管理方式、研制模式、研制隊(duì)伍的差異，最終反映在標(biāo)準(zhǔn)的差異上。小衛(wèi)星產(chǎn)品研制成本有限，如何控制研制成本？如何降低研制風(fēng)險(xiǎn)？如何避免在軌問(wèn)題？如何滿(mǎn)足任務(wù)要求？我認(rèn)為一定需要標(biāo)準(zhǔn)化。首先，小衛(wèi)星的規(guī)模發(fā)展需要標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)化能帶來(lái)統(tǒng)一的基準(zhǔn)，明確的要求，協(xié)調(diào)的接口。第二，參與者需要標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)。標(biāo)準(zhǔn)可以明確小衛(wèi)星應(yīng)當(dāng)符合的要求，從而幫助那些計(jì)劃進(jìn)入航天領(lǐng)域的小型企業(yè)和大學(xué)快速掌握規(guī)則，進(jìn)而解決他們一些困惑。第三，將我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容納入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，都將大大促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。第四，可以促進(jìn)小衛(wèi)星的國(guó)際合作。標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際合作的橋梁和紐帶，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)可以促進(jìn)國(guó)際間技術(shù)交流，共同開(kāi)展小衛(wèi)星的研制和發(fā)射。最后，小衛(wèi)星發(fā)射對(duì)空間環(huán)境保護(hù)也應(yīng)有義不容辭的責(zé)任，這方面我們也需要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)際規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。

讓航天技術(shù)進(jìn)入到商業(yè)市場(chǎng)

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

任維佳,現(xiàn)任長(zhǎng)沙天儀空間科技研究院有限公司首席技術(shù)官。曾在中科院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部工作，2008年獲聘載人航天應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)副主任設(shè)計(jì)師，2011年獲聘主任設(shè)計(jì)師，2011年起任空間專(zhuān)業(yè)技術(shù)室主任。

問(wèn)：請(qǐng)您介紹一下長(zhǎng)沙天儀空間科技研究院有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)”長(zhǎng)沙天儀”)的情況?

答：長(zhǎng)沙天儀是一個(gè)航天領(lǐng)域的新團(tuán)隊(duì)，目前在做瀟湘一號(hào)衛(wèi)星等系統(tǒng)和產(chǎn)品。長(zhǎng)沙天儀是2015年5月注冊(cè)，公司的方向明確定位于為基于微小衛(wèi)星的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)驗(yàn)證服務(wù)業(yè)務(wù)。從2015年8月開(kāi)始做衛(wèi)星，同步在商業(yè)市場(chǎng)上進(jìn)行商業(yè)融資，2016年7月完成天使輪融資，計(jì)劃2016年11月首發(fā)試驗(yàn)星，同時(shí)公司規(guī)劃的業(yè)余天文星計(jì)劃于2017年6月發(fā)射。公司成立的時(shí)候就明確做商業(yè)化的微小衛(wèi)星服務(wù)業(yè)務(wù)，定位為大眾提供商業(yè)化、低成本、快速響應(yīng)的太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)驗(yàn)證服務(wù)。公司的愿景是“讓航天變得觸手可及”，即希望通過(guò)改變現(xiàn)有模式，把原來(lái)極端高大上的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，通過(guò)我們的努力，推向大眾，讓一般的大中小學(xué)、個(gè)人、小公司都能夠與衛(wèi)星親密接觸。

問(wèn)：請(qǐng)您談?wù)劄t湘一號(hào)衛(wèi)星的情況？

答：長(zhǎng)沙天儀注冊(cè)在湖南，所以瀟湘一號(hào)衛(wèi)星是湖南省的第一顆衛(wèi)星。瀟湘一號(hào)是基于立方星體制的一顆微小衛(wèi)星，6U結(jié)構(gòu)，質(zhì)量約8kg，23W的功耗，測(cè)控是特高頻（UHF）鏈路，有16Mbit/s的數(shù)傳速率，壽命半年到一年左右。瀟湘一號(hào)衛(wèi)星目前已經(jīng)進(jìn)入了最后的集成測(cè)試，計(jì)劃2016年年內(nèi)發(fā)射。

（注：瀟湘一號(hào)已于2016年11月10日發(fā)射。）

問(wèn)：您本人如何看待金融對(duì)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用？

答：由于長(zhǎng)沙天儀做的是商業(yè)航天，是商業(yè)化微小衛(wèi)星公司。首先，我認(rèn)為商業(yè)航天主要不是讓商業(yè)公司來(lái)干航天，而是讓航天技術(shù)進(jìn)到商業(yè)市場(chǎng)去。所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，金融是決定商業(yè)航天成敗的關(guān)鍵因素。走商業(yè)航天不再靠政府投入，那啟動(dòng)資金從哪里來(lái)？長(zhǎng)沙天儀通過(guò)首輪融資解決了啟動(dòng)資金的問(wèn)題。其次，當(dāng)公司要去爭(zhēng)取投資、說(shuō)服投資人的時(shí)候，就必須要想清楚自身的盈利模式是什么，誰(shuí)來(lái)買(mǎi)單，應(yīng)該怎樣去保證盈虧平衡，贏得盈利。第三，投資公司進(jìn)來(lái)會(huì)直接督促公司進(jìn)行規(guī)范化運(yùn)營(yíng)。從一開(kāi)始長(zhǎng)沙天儀就不是小打小鬧，必須要有大的市場(chǎng)，看到良好的前景，才可能融到資。這也督促公司一開(kāi)始就有做好、做大的準(zhǔn)備。第四、投資公司不光把錢(qián)拿進(jìn)來(lái)，還帶來(lái)了一大批的資源。比如，長(zhǎng)沙天儀有7家投資公司，每個(gè)公司建一個(gè)群，群里有一批創(chuàng)業(yè)公司，或者是已經(jīng)上市的公司，這里面都有大量的資源。而且，這些公司都是商業(yè)市場(chǎng)里的，能促使長(zhǎng)沙天儀更快地融入到商業(yè)市場(chǎng)中去。