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微纳星空“一箭五星”成功入轨 商业航天2.0时代正在到来

2022-02-27 创投
2022年2月27日上午11点06分,“长征八号”遥二火箭在中国文昌航天发射场执行“一箭22星”拼车发射任务,将微纳星空研制的泰景三号01星、泰景四号01星、文昌一号01/02星以及西电一号共计5颗卫星顺利送入预定轨道。值得……

2022年2月27日上午11点06分,“长征八号”遥二火箭在中国文昌航天发射场执行“一箭22星”拼车发射任务,将微纳星空研制的泰景三号01星、泰景四号01星、文昌一号01/02星以及西电一号共计5颗卫星顺利送入预定轨道。值得一提的是,此次升空的这五颗卫星累计发射重量超过800kg,接近此次长征八号遥二火箭总载重量1.7吨的一半。

微纳星空“一箭五星”成功入轨 商业航天2.0时代正在到来

“长征八号”遥二火箭发射升空

五颗星四种状态:对于卫星制造公司来说,研发能力与量产能力是最重要的两个核心能力

微纳星空创始人兼董事长高恩宇对表示:“对于一家卫星制造商来说,研发能力和量产能力是最重要的两个核心能力,此次发射5颗星,除文昌一号01星、02星两颗星技术状态完全一致外,其它卫星(泰景三号01星、泰景四号01星、西电一号)的技术状态均各不相同。这些卫星要开展并行设计、并行研制、并行总装、并行出厂和并行发射,这在中国的商业航天领域还属首次。”

而在卫星量产能力方面,一家公司要实现卫星量产,不仅要考虑核心部件的自主研发、更要着重考虑整星设计的标准化、分系统的模块化以及整个航天产业上下游产业链之间的协同配合。

高恩宇对说:“对于企业来说,则要更多地考虑设备投入、生产流程管理、供应链管理及产品测试等问题。例如,需要建设生产基地来保证量产能力,同时还要利用概率和统计学的方法来制定产品测试项目和测试策略来达到用相对短的测试时间保证测试准确性和产品质量的效果。在这方面,微纳星空已打造了八个标准化卫星平台,并实现了500公斤级至1吨级的卫星研制和批量生产能力。”

国内首颗X波段商业SAR(合成孔径雷达)卫星正式入轨运行:与可见光卫星形成互补,丰富我国对地面观测手段

我们传统遥感卫星主要是以光学为主,光学卫星就与单反相机类似,只有在有光照的条件下才能成像,也就是说白天可以,晚上不行。同时,云雾等自然条件对于卫星的成像影响很大。

但是SAR卫星则可以很好的规避以上缺点,它是主动向地面发射微波,然后在地面形成反射回波后生成图像。因此无论白天、晚上,雨雪、雾霾,微波都可穿透障碍层直达地面,与可见光卫星有效地形成互补,丰富我国对地观测手段。

由微纳星空研制的国内首颗X波段商业SAR卫星“泰景四号01星”,总重量接近350kg,也是此次发射的22颗卫星中最重的一颗。

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泰景四号01星

相比于C波段和Ku波段SAR卫星,X波段在应用层面有着得天独厚的优势。在卫星在以同样入射角观测地物时,由于波长和穿透能力的原因,X波段相比Ku波段能够更好地穿过云层等大气遮挡对地拍摄,相比C波段又能够更精确地描述目标的细微特征,因此X波段是目前国际上主流用于对地观测成像的SAR卫星工作谱段。

由于我国的SAR卫星数量有限,导致在突发自然灾害时无法迅速地做出反应,比如在2020年7月的河南特大暴雨灾情期间,光学遥感卫星无法穿透云层进行成像,这就导致了受灾地区的情况无法第一时间得到反馈,无法给救灾提供更全面的数据支撑。

但是随着我国更多SAR卫星的投入使用,其应用场景也将愈加丰富,在未来防灾减灾中会发挥更大的作用。

“SAR卫星的载荷是合成孔径雷达,随着产业发展,雷达成本也在不断降低,技术也更加成熟。这对SAR卫星的商业应用将起到更大的推动作用。”高恩宇对表示,“在合成孔径雷达天线方面,X波段的卫星天线相比C波段天线的精度要求更高,这就要求卫星制造商拥有很好的整星控制能力:当卫星处于待发射状态时,雷达天线要实现最大程度的收拢,来减小整星体积;当卫星入轨后又需要将天线完全展开,并保持极高的展开精度。

高恩宇表示,天线机构的设计需要很强的研发能力,微纳星空在研制泰景四号01星时完成了很多技术突破,天线的设计也处于行业领先水平。此外,由于泰景四号01星的功率更大,电子元件设计及相应的处理软件也更加复杂。同时,为了提升卫星的一次拍摄成像时间,泰景四号01星也配备了更大的电源和更先进的控制系统,使其单次拍摄成像时间达到了6-8分钟。

商业遥感卫星需求量与日俱增:我国在轨65%的遥感卫星为商业公司所研制

2015年被认为是我国商业航天产业的元年。由于相关政策的鼓励和支持,以及以SpaceX为首的国外商业航天公司蓬勃发展所带来的市场效应,我国陆续出现了一批商业卫星公司和民营火箭公司。

相关数据显示,2015年及以后成立的商业航天企业约占国内商业航天企业总数的76% ,我国商业航天产业开始初步成形。

由于技术、研发成本、盈利模式的差异,从目前的市场状态开看,我国商业卫星的发展速度是要高于民营火箭的,其商业化也更加成熟。公开材料显示,到2020年底,全国共有313家商业航天企业,其中卫星领域的企业(包括卫星应用、卫星制造和卫星运营)为266家,占比达到了近85%。

商业卫星的研发是一项投入非常巨大的系统性工程,这就需要卫星制造商有足够的研发、制造能力和应用市场。以此次微纳星空发射的五颗卫星为例,除了西电一号卫星为试验星外,其余四颗均为商业遥感卫星。

虽然从卫星的种类看,全球在轨的卫星中有超过一半的卫星是通信卫星,但在我国商业卫星领域中,遥感卫星的数量要明显高于通信卫星和导航卫星,截至2021年4月,我国遥感卫星在轨工作数量为99颗,其中商业投资64颗,占比高达65%。

而商业遥感卫星的发展主要是由市场需求引起的。

微纳星空创始人高恩宇表示,导航卫星目前主要由国家有关部门研制,无论是美国的GPS系统还是我国的北斗系统,基本已经满足了人们日常生活中的定位需求。“而反观遥感领域,此前一个民营企业要想获得一定期限内的卫星照片,需要向有关部门去申请购买,且越是近期价格越高。但随着商业卫星产业的发展,卫星本身的成本在下降,这时发射一颗属于自己的遥感卫星就成为了很多企业的选择。”

因此,遥感卫星成为了我国现阶段商业卫星发展的重点。并且随着我国遥感应用领域的不断拓展,遥感卫星已经在农业、林业、国土、水利、城乡建设、环境、测绘、交通、气象、海洋、地球科学研究等方面得到广泛应用,其商业价值也已经凸显。

商业航天2.0时代正在到来:将成为国家航天的坚实的补充力量

目前,我国的商业卫星公司主要包括微纳星空、长光卫星、天仪研究院、九天微星等。随着行业的发展,我国的商业卫星公司也在逐渐积累技术、沉淀经验,并努力完成商业闭环。随之而来的则是航天内部的协同分工更加成熟可靠,商业航天2.0时代也将随之到来。

高恩宇表示,国外的商业卫星产业已经把卫星研制、发射和运营业务区分开来,市场上的公司也各司其职,这是一种比较成熟的业态;而微纳星空也将自己定义为了一个纯粹的卫星制造企业,未来会继续在产品研发上发力,向市场推出高性能、高性价比的卫星。