《電子技術(shù)應(yīng)用》
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美國私人航天公司將到太空做生意,計劃組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

2019-05-13
關(guān)鍵詞: 微納星空 藍色起源 SpaceX OneWeb

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  美國私人航天領(lǐng)域里,明星衛(wèi)星通信公司OneWeb、馬斯克的Space X,貝索斯的藍色起源公司都已宣布要到太空做生意,計劃發(fā)射成百上千乃至上萬顆衛(wèi)星組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。“如果我們國家也要發(fā)射上千顆衛(wèi)星,商業(yè)衛(wèi)星公司一定有機會參與,但能不能參與還是要看你的技術(shù)。”北京微納星空科技有限公司(下稱“微納星空”)創(chuàng)始人高恩宇日前接專訪時表示。

  高恩宇曾于中國運載火箭研究院第一總體設(shè)計部擔(dān)任運載火箭的總體設(shè)計師,兩年后進入中國空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部,擔(dān)任通信衛(wèi)星總體設(shè)計師。2017年8月,高恩宇與其他合伙人一同創(chuàng)立民營衛(wèi)星企業(yè)微納星空,公司主要從事微小衛(wèi)星的研發(fā)制造,自主研發(fā)微小衛(wèi)星整星平臺及核心部組件。

  微納星空也是一個產(chǎn)學(xué)研平臺,其創(chuàng)始人、上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院講席教授吳樹范曾對記者表示,在商業(yè)航天領(lǐng)域孵化微納星空,就是為把手里的各項資源盤活。而吳樹范曾于歐洲工作17年,先后在德國布倫瑞克技術(shù)大學(xué)、荷蘭德爾福特技術(shù)大學(xué)、英國薩里大學(xué)空間中心、歐洲航天局技術(shù)研究中心等國外高校和研究機構(gòu)擔(dān)任研究員和資深工程師;2013年回國進入中科院微小衛(wèi)星工程中心擔(dān)任總工程師等職務(wù);2017年再次進入高校,任職上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院常務(wù)副院長、講席教授。

  2018年,微納星空完成三次宇航發(fā)射任務(wù)。除首發(fā)星“未來號”由于搭載火箭三級姿態(tài)失穩(wěn)導(dǎo)致星沉大海,其余兩顆均成功入軌,工作狀態(tài)正常。

  衛(wèi)星由衛(wèi)星平臺和有效載荷兩部分組成,衛(wèi)星平臺相當(dāng)于貨車,有效載荷相當(dāng)于車上的貨物,有效載荷隨用戶需求而異,而衛(wèi)星平臺可以支持各式有效載荷。

  衛(wèi)星商業(yè)化需求爆發(fā)已有端倪,技術(shù)是行業(yè)痛點

  相比于1噸以上的大衛(wèi)星,重量在1噸以下的人造衛(wèi)星統(tǒng)稱為微小衛(wèi)星。重量小于100千克的衛(wèi)星又稱為微納衛(wèi)星,其中可分為重量在1千克以下的皮衛(wèi)星、1千克至10千克的納衛(wèi)星、10千克至100千克的微衛(wèi)星。

  微小衛(wèi)星研制周期短、技術(shù)更新快、功能密度和性價比高,平均1-2年可完成研制,比起成本高達數(shù)億元乃至數(shù)十億元的衛(wèi)星,微小衛(wèi)星研制成本只有幾百萬元至幾千萬元不等。

  過去只有國營大企業(yè)才能做衛(wèi)星,現(xiàn)在很多民營企業(yè)和高校也可以造。而以前衛(wèi)星里的通信衛(wèi)星通常需要發(fā)射至地球同步軌道,如今這些小衛(wèi)星的發(fā)展趨勢之一是構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),只需要將衛(wèi)星發(fā)射到距離地球2000千米以下的近地軌道。

  從這樣的衛(wèi)星需求上來看,高恩宇認為,未來在商業(yè)上的爆發(fā)目前已露出端倪。亞馬遜公司不久前發(fā)布“凱珀項目”,將借助旗下商業(yè)太空公司“藍色起源”計劃發(fā)射3236顆衛(wèi)星,提供覆蓋全球絕大多數(shù)人口的高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。美國明星衛(wèi)星通信公司OneWeb也計劃發(fā)射588顆衛(wèi)星組成近地軌道衛(wèi)星星座,并額外生產(chǎn)62顆衛(wèi)星作為備用。而馬斯克的“星鏈”計劃,目標(biāo)是發(fā)射1.2萬顆在不同緯度軌道運行的衛(wèi)星組成衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。

  高恩宇對記者表示,若這些衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃開始落實,無論從國家安全角度還是商業(yè)角度,中國也一定要有自己的國產(chǎn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。“如果2000顆以上的衛(wèi)星在3-5年內(nèi)發(fā)射上去,現(xiàn)有體制內(nèi)的單位產(chǎn)能都不夠?!彼硎荆袚?dān)衛(wèi)星研制的航天五院(中國空間技術(shù)研究院)、航天八院(上海航天技術(shù)研究院)、中科院肩負國家任務(wù),如果國家要建設(shè)如此大規(guī)模的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),商業(yè)衛(wèi)星公司一定有機會參與。

  “但能不能參與還是要看你的技術(shù)。”這是行業(yè)痛點所在,高恩宇認為,目前初創(chuàng)的民營衛(wèi)星企業(yè)里,能真正形成用戶滿意衛(wèi)星的企業(yè)為數(shù)不多,“比如1米以下分辨率甚至更高分辨率的衛(wèi)星,目前商業(yè)航天公司都少有具備獨立研制這么高精度分辨率衛(wèi)星的能力?!?/p>

  “所以首先還是產(chǎn)品技術(shù)問題,內(nèi)功沒有修煉足就跑出來喊市場上沒有需求,其實不是這么一回事?!彼硎荆?dāng)民營衛(wèi)星企業(yè)達到一定技術(shù)水平,有實力為國家提供服務(wù),“國家自然就考慮你了。”

  民營火箭、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星運營的市場空間比例是1:5:20

  目前國內(nèi)初創(chuàng)的民營衛(wèi)星企業(yè)主要有兩類,一類是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈上游的技術(shù)驅(qū)動型企業(yè),以設(shè)計、研制衛(wèi)星為主業(yè);一類是下游衛(wèi)星運營公司,主要為終端用戶提供遙感、通信等衛(wèi)星服務(wù)。

  “跟火箭制造相比,很多同仁覺得造衛(wèi)星更簡單;跟衛(wèi)星運營商相比,覺得搞制造似乎就是代工廠,看上去市場空間并不大。”高恩宇認為,技術(shù)是衛(wèi)星制造企業(yè)的根本和靈魂,其技術(shù)門檻也是在不斷的在軌發(fā)射試驗中提升衛(wèi)星的能力和可靠性;商業(yè)上,不組建衛(wèi)星星座、不賣數(shù)據(jù)服務(wù),只要制造企業(yè)的衛(wèi)星產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān),靠產(chǎn)品也能活得下去。

  而運營以提供服務(wù)和應(yīng)用為主,其關(guān)鍵在于是如何找到終端應(yīng)用場景,占有并推廣市場。如何讓數(shù)據(jù)找到終端用戶,并且在用戶的手里能真正用起來,讓用戶覺得滿意、好用,他認為這是運營公司真正需要突破的。

  在商業(yè)航天領(lǐng)域的市場空間方面,高恩宇告訴記者,正常情況下,業(yè)內(nèi)普遍認可的火箭、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星運營的市場空間比例是1:5:20。如果火箭市場有1元錢,衛(wèi)星制造市場有5元錢,衛(wèi)星應(yīng)用和運營市場應(yīng)該有20元。

  而實際情況是,“衛(wèi)星制造市場比火箭市場大,但現(xiàn)在衛(wèi)星制造賽道的競爭者反而比火箭賽道的競爭者還少。目前衛(wèi)星運營公司也多,造火箭的公司也多,但中間純粹的衛(wèi)星制造公司少?!?/p>

  在國內(nèi)二三十家民營衛(wèi)星企業(yè)的浪潮里,高恩宇直言并未感受到巨大壓力,一方面,“衛(wèi)星制造公司少,我們和大部分運營公司都沒有競爭,因為我們搞純制造,相對來說有比較好的市場空間?!绷硪环矫妫恍碛兄圃炷芰Φ拿駹I衛(wèi)星公司主要研制立方星。

  這是一種采用國際通用標(biāo)準的低成本微小衛(wèi)星,以“U”進行劃分,1U(Unit)立方星體積是10厘米*10厘米*10厘米,也可以形成2U、3U、6U甚至更大的立方星。1999年,美國斯坦福大學(xué)教授湯姆·肯尼提出立方星概念,1U立方星重量為1千克。

  高恩宇透露,微納星空的目標(biāo)是成為衛(wèi)星制造領(lǐng)域的華為和中興,目前同時在研10千克入門級納衛(wèi)星、50千克級的遙感微衛(wèi)星、100千克量級的物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星平臺、200千克高分辨率對地遙感衛(wèi)星,2019年計劃發(fā)射1米和5米分辨率等衛(wèi)星、在軌驗證65千克衛(wèi)星平臺,2020年展開在軌驗證200千克衛(wèi)星平臺和100千克通信衛(wèi)星平臺,2021年計劃發(fā)射及后續(xù)運營300至500千克雷達成像衛(wèi)星。

  相比立方星,微納星空規(guī)劃中的衛(wèi)星重量更大。高恩宇表示,真正具備商業(yè)服務(wù)能力的微小衛(wèi)星,重量一般在100千克以上,這些衛(wèi)星的研制具有一定技術(shù)壁壘。


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