在浩瀚太空中，隨著批量化生產(chǎn)的衛(wèi)星不斷發(fā)射，大量衛(wèi)星繞地球接續(xù)飛行，全天候提供無縫實(shí)時網(wǎng)絡(luò)覆蓋……銀河航天（北京）科技有限公司實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在軌模擬動畫展示著這幅場景。這家專注于智能衛(wèi)星制造的“獨(dú)角獸”企業(yè)，積極探索商業(yè)化衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量“造星”，助力我國低軌星座建設(shè)。
【資料圖】
實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星批量生產(chǎn)
制造衛(wèi)星，絕非易事。“衛(wèi)星許多核心組件都需要自主研發(fā)。”銀河航天聯(lián)合創(chuàng)始人高千峰說，銀河航天瞄準(zhǔn)低軌寬帶通信衛(wèi)星領(lǐng)域，用了4年時間，從組建團(tuán)隊(duì)到設(shè)計衛(wèi)星、制造衛(wèi)星，再到小批量生產(chǎn)衛(wèi)星，不斷突破新技術(shù)，奠定了企業(yè)競爭優(yōu)勢。
2020年1月16日，銀河航天自主研發(fā)的首顆低軌寬帶通信衛(wèi)星成功發(fā)射。2022年3月5日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丙運(yùn)載火箭，成功將銀河航天首次批量研制的6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星——銀河航天02批批產(chǎn)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
“這6顆衛(wèi)星在軌與公司首發(fā)星共同組成國內(nèi)首個低軌寬帶通信試驗(yàn)星座，構(gòu)建出星地融合5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)‘小蜘蛛網(wǎng)’，具備單次30分鐘左右不間斷、低時延寬帶通信服務(wù)能力，將用于我國天地一體、天基互聯(lián)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)驗(yàn)證。”高千峰告訴記者，這6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星的設(shè)計、總裝、測試、試驗(yàn)和出廠，只用了不到11個月，總裝、測試與試驗(yàn)的時間大幅壓縮到75天左右；自研產(chǎn)品涉及元器件近4000種，國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，其中關(guān)鍵元器件、核心部件實(shí)現(xiàn)百分百國產(chǎn)。
從單星研制轉(zhuǎn)向批量生產(chǎn)模式，是個難度頗高的“技術(shù)活”。目前，我國衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)處于成長初期，單機(jī)制造、衛(wèi)星發(fā)射等產(chǎn)業(yè)仍處于緊缺狀態(tài)。“從首發(fā)星到小批量生產(chǎn)，我們驗(yàn)證了從單星發(fā)射到多星同時發(fā)射、測控、組網(wǎng)，這是建設(shè)大型衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)的一次重要技術(shù)進(jìn)步。”高千峰說。
建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以通俗理解為將地面基站搬入空中的衛(wèi)星平臺，衛(wèi)星不受地理地貌環(huán)境影響，可提供更高性能及更可靠的通信服務(wù)，與地面5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)深度融合互補(bǔ)，并為6G時代萬物互聯(lián)的泛在網(wǎng)絡(luò)需求提供支撐。
為什么選擇衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這樣一個高門檻、高投入、高風(fēng)險的行業(yè)？“把基站搬到天上，建設(shè)無處不在的信息高速公路，是對社會和行業(yè)有意義的事情。”高千峰說，近年來，以低軌高通量衛(wèi)星星座為代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，具有全覆蓋、高帶寬、低時延、低成本等優(yōu)勢，成為解決全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方案。面對國際競爭，我國亟需提升商業(yè)衛(wèi)星制造效率、降低研制成本。
傳統(tǒng)衛(wèi)星制造主要是單件研制的孤島模式，從方案論證到詳細(xì)設(shè)計、產(chǎn)品投產(chǎn)和交付、衛(wèi)星AIT（集成總裝測試）的研制流程基本為串行實(shí)施，需要耗費(fèi)大量的時間、空間和人力資源。“衛(wèi)星批量生產(chǎn)不僅能使成本大幅降低、生產(chǎn)效率大幅提升，而且也是構(gòu)建大規(guī)模衛(wèi)星星座必要的基礎(chǔ)條件。”高千峰告訴記者，衛(wèi)星星座是商業(yè)航天發(fā)展的大勢所趨。目前國內(nèi)外已推出包括通信、導(dǎo)航、遙感等不同類型的星座計劃200余個，絕大多數(shù)處于籌資和開發(fā)階段，待開發(fā)市場空間巨大。
“銀河航天將目標(biāo)鎖定在低軌寬帶通信衛(wèi)星，在原有技術(shù)積累上做集成創(chuàng)新，逐步掌握核心技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星批量生產(chǎn)。隨著衛(wèi)星數(shù)量增加，衛(wèi)星星座承載的應(yīng)用也越來越多。從應(yīng)用中能更快發(fā)現(xiàn)問題，推動技術(shù)產(chǎn)品迭代優(yōu)化。”高千峰說。
在衛(wèi)星批量生產(chǎn)過程中，銀河航天通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)高頻微距波導(dǎo)、高性能天線等載荷加工，將部分載荷互聯(lián)的空間壓縮到傳統(tǒng)占用空間的三分之一，同時提升了電性能、部分單機(jī)及系統(tǒng)性能。
高千峰表示，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)剛起步，尚未進(jìn)入快速成長的爆發(fā)期。“我們在一些產(chǎn)品技術(shù)上堅持設(shè)計優(yōu)化、新材料替代、工序簡化，在逐步優(yōu)化、持續(xù)迭代的過程中，逐漸降低成本。去年，公司具備了批量生產(chǎn)30顆衛(wèi)星的能力，今年批量生產(chǎn)能力將達(dá)到百顆衛(wèi)星。”
目前，銀河航天300余名員工中，70%是研發(fā)人員，他們正致力于通過敏捷開發(fā)、快速迭代模式，規(guī)模化研制低成本、高性能的低軌寬帶通信衛(wèi)星。
研發(fā)新一代衛(wèi)星
在位于北京市海淀區(qū)金隅智造工廠的方舟實(shí)驗(yàn)室，一顆衛(wèi)星正在組裝。與衛(wèi)星常見的方盒子式外觀不同，這顆衛(wèi)星呈扁平狀，頭頂有兩口“小鍋”，表面密集排列著小型設(shè)備和線束。“這是我們研制的新一代衛(wèi)星，這種可堆疊式平板衛(wèi)星更節(jié)省空間。”方舟實(shí)驗(yàn)室工作人員姜祿華告訴記者。
9米高的實(shí)驗(yàn)室中，還懸掛著與之相匹配的超薄太陽翼。這個由12折“推拉門”構(gòu)成的巨大太陽翼，是由許多片封裝好的太陽能單片連綴而成，折疊壓緊后，厚度只有數(shù)十毫米。“太陽翼是衛(wèi)星在太空中持續(xù)運(yùn)行的能量來源。傳統(tǒng)剛性太陽翼基板比較厚，導(dǎo)致傳統(tǒng)衛(wèi)星的‘翅膀’一般比較短，載有柔性太陽翼的衛(wèi)星將擁有超長的‘翅膀’，能為衛(wèi)星提供更多能量。”姜祿華說。
可堆疊式平板衛(wèi)星和柔性太陽翼是“黃金搭檔”，發(fā)射時可將衛(wèi)星像平板電腦一樣多個摞在一起，一發(fā)火箭可同時發(fā)射數(shù)十顆衛(wèi)星。“既滿足平板堆疊需求，又大幅降低產(chǎn)品重量、節(jié)約發(fā)射成本，產(chǎn)品綜合技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)大幅提升。”姜祿華說。
在不斷研發(fā)新產(chǎn)品的過程中，銀河航天逐步建設(shè)起衛(wèi)星生產(chǎn)線和精益生產(chǎn)管控系統(tǒng)，創(chuàng)新探索“衛(wèi)星設(shè)計—生產(chǎn)線—供應(yīng)鏈”的量產(chǎn)“鐵三角”模式，大幅降低了衛(wèi)星研制成本、縮短了衛(wèi)星制造周期。目前，銀河航天已建成覆蓋整星研制、單機(jī)生產(chǎn)的生產(chǎn)基地，著手建設(shè)對標(biāo)國際先進(jìn)水平的智能衛(wèi)星超級工廠。
對于銀河航天來說，如今還有許多難題待解決，比如，運(yùn)載火箭運(yùn)力有限、空間有限，如何進(jìn)一步對衛(wèi)星構(gòu)型做優(yōu)化處理；怎樣降低單顆衛(wèi)星重量，保證發(fā)射任務(wù)的可行性和可靠性；如何更好地控制衛(wèi)星分離速度和方向等。“未來，銀河航天將繼續(xù)發(fā)揮衛(wèi)星低成本、批量研制、快速迭代的優(yōu)勢，不斷構(gòu)建基于民用工業(yè)體系的商業(yè)化供應(yīng)鏈，助力低軌星座建設(shè)。”高千峰說。（經(jīng)濟(jì)日報記者 楊學(xué)聰）
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