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，隨著衛(wèi)星技術(shù)的成熟以及市場需求的增加，小衛(wèi)星進(jìn)入快速發(fā)展期，國內(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，中國也不例外。2016年，中國的小衛(wèi)星事業(yè)進(jìn)入收獲期，為此本刊記者采訪了參與小衛(wèi)星事業(yè)的相關(guān)專家，獲得中國小衛(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

專家簡介

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、陜西省微小衛(wèi)星工程實驗室主任，陜西省電動伺服系統(tǒng)工程研究中心主任，“翱翔之星”總設(shè)計師,兼任國家863重大專項專家組成員、原總裝備部衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)專業(yè)組特邀專家。長期從事飛行器精確制導(dǎo)與控制、航天器動力學(xué)與控制、先進(jìn)控制理論與應(yīng)用等方向的研究。

問：西北工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“西工大”）是歐盟“QB50”項目亞洲區(qū)唯一發(fā)起單位，其地面測控站是全球三個任務(wù)控制中心之一。您怎樣評價該項目？

答：這是一個很有創(chuàng)意的項目。首先，一句話描述就是“用很少的錢做很大的事”——即僅以800萬歐元的投資就牽引了世界90多個國家、地區(qū)、單位參與，其中多數(shù)為高校，產(chǎn)生了巨大的國際影響。其次，該項目致力于“人類幾乎未做過的事”——即探測高度在90～300km范圍內(nèi)的大氣低熱層，帶動了國際立方星項目發(fā)展。

問：您認(rèn)為西北工業(yè)大學(xué)作為高校在推動小衛(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：總體來看，國內(nèi)做小衛(wèi)星的人很多，產(chǎn)品種類繁多。目前，西工大專注做立方星。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辟全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。

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

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

專家簡介

金仲和，浙江大學(xué)航空航天學(xué)院教授、副院長，中國微米納米學(xué)會常務(wù)理事，國家杰出青年基金獲得者。主要研究方向為微小衛(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A衛(wèi)星、皮星二號衛(wèi)星。

問：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)對接方面，我校對微小衛(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。

在與產(chǎn)業(yè)部門交流方面，一方面，中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院曾多次派專家前來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，反過來又促進(jìn)了航天部門的發(fā)展。我們長期致力于采用商業(yè)器件為主研制微納衛(wèi)星，以降低衛(wèi)星成本，實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。這條道路對航天產(chǎn)業(yè)來說是很有價值的?？梢哉f，我們學(xué)校與產(chǎn)業(yè)部門的互動是一個雙贏的過程。

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

問：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。首先，高?？梢砸哉撐?、報告等形式傳遞給產(chǎn)業(yè)部門最新研究成果和最前沿的思路；其次，高校在研究過程中形成的自主知識產(chǎn)權(quán)可以轉(zhuǎn)讓、轉(zhuǎn)移給產(chǎn)業(yè)部門；此外，高校自主開發(fā)的新產(chǎn)品，也可以響應(yīng)國家號召，由師生創(chuàng)辦創(chuàng)新企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。

問：浙江省對高校發(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，時任常務(wù)副省長袁家軍曾多次到我?？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，浙江本土民營企業(yè)開始介入衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，浙江省民營資本與民營企業(yè)蓬勃發(fā)展、土壤肥沃，有理由相信航天產(chǎn)業(yè)與浙江民營資本結(jié)合后，可為我國商業(yè)航天的發(fā)展開辟獨特的道路。

小衛(wèi)星也能補充北斗導(dǎo)航

專家簡介

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

問：您覺得通信類高校應(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，包括眾多專家介紹的相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題，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，互相組成一個大的網(wǎng)絡(luò)，并且與地面網(wǎng)對接，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，這本身也是一個新的課題。與此同時，在這種空天地資源越來越豐富的情況下，通信到底怎么發(fā)展，也面臨新的挑戰(zhàn)。這些問題不管對高校的課題研究還是人才培養(yǎng)都非常重要。

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

答：從通信網(wǎng)來講，衛(wèi)星或者基站是一個基點。導(dǎo)航本身就是基于通信來做的，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)，同時又不影響通信。因此，我必須要研究新的通信網(wǎng)，這個網(wǎng)將來可以對北斗進(jìn)行一個很好的補充，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

專家簡介

魏永剛，現(xiàn)任中國航天標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品保證研究院副院長、中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項標(biāo)準(zhǔn)化專家組組長、全國宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長、全國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副秘書長。多年從事航天領(lǐng)域國家、軍隊和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的總體策劃和規(guī)劃工作，負(fù)責(zé)多項國家重大專項型號標(biāo)準(zhǔn)化工作。

問：您認(rèn)為小衛(wèi)星對空間經(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，從全球范圍來看：一是行業(yè)參與者逐年增加。截至目前，國際上已經(jīng)有近50個國家擁有小衛(wèi)星。整個小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)參與者更是不計其數(shù)。二是數(shù)量爆炸式增長。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)市場潛力巨大。根據(jù)市場調(diào)查顯示，僅中國小衛(wèi)星行業(yè)產(chǎn)值就實現(xiàn)了年均19.84%的較快增長，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)星會得到全球航天企業(yè)如此青睞，我想還是小衛(wèi)星自身價值所帶來的。從社會價值方面來說：小衛(wèi)星降低了航天技術(shù)和市場準(zhǔn)入門檻。 許多中小企業(yè)以及大學(xué)都相繼加入小衛(wèi)星研制以及運營發(fā)射的行列，一些新興國家也依靠小衛(wèi)星敲開了航天工業(yè)的大門，實現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射零的突破，推動了全球航天技術(shù)的整體發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)價值方面來說：據(jù)市場調(diào)查顯示，2014年100kg以下衛(wèi)星的全球市場規(guī)模約為7億美元，預(yù)計到2019年會增長到19億美元，成千上萬的小衛(wèi)星獲得了風(fēng)險投資的青睞。從技術(shù)價值方面來說：由于其低成本和快速交付的特點，小衛(wèi)星經(jīng)常用作實驗平臺進(jìn)行新技術(shù)的在軌演示，通過小衛(wèi)星進(jìn)行驗證，能夠節(jié)約時間和金錢成本，并有助于提升空間技術(shù)水平。從管理價值方面來說：相對于傳統(tǒng)衛(wèi)星高可靠性要求，小衛(wèi)星可以通過衛(wèi)星星座、備份星等方法來實現(xiàn)航天活動的風(fēng)險減緩，滿足任務(wù)要求。

問：您認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)對小衛(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？如何避免在軌問題？如何滿足任務(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，將我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容納入國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(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)星的國際合作。標(biāo)準(zhǔn)是國際合作的橋梁和紐帶，通過標(biāo)準(zhǔn)可以促進(jìn)國際間技術(shù)交流，共同開展小衛(wèi)星的研制和發(fā)射。最后，小衛(wèi)星發(fā)射對空間環(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)行國際規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。

讓航天技術(shù)進(jìn)入到商業(yè)市場

專家簡介

任維佳,現(xiàn)任長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)計師，2011年獲聘主任設(shè)計師，2011年起任空間專業(yè)技術(shù)室主任。

問：請您介紹一下長沙天儀空間科技研究院有限公司(以下簡稱”長沙天儀”)的情況?

答：長沙天儀是一個航天領(lǐng)域的新團(tuán)隊，目前在做瀟湘一號衛(wèi)星等系統(tǒng)和產(chǎn)品。長沙天儀是2015年5月注冊，公司的方向明確定位于為基于微小衛(wèi)星的空間科學(xué)實驗和技術(shù)驗證服務(wù)業(yè)務(wù)。從2015年8月開始做衛(wèi)星，同步在商業(yè)市場上進(jìn)行商業(yè)融資，2016年7月完成天使輪融資，計劃2016年11月首發(fā)試驗星，同時公司規(guī)劃的業(yè)余天文星計劃于2017年6月發(fā)射。公司成立的時候就明確做商業(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)實驗和技術(shù)驗證服務(wù)。公司的愿景是“讓航天變得觸手可及”，即希望通過改變現(xiàn)有模式，把原來極端高大上的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，通過我們的努力，推向大眾，讓一般的大中小學(xué)、個人、小公司都能夠與衛(wèi)星親密接觸。

問：請您談?wù)劄t湘一號衛(wèi)星的情況？

答：長沙天儀注冊在湖南，所以瀟湘一號衛(wèi)星是湖南省的第一顆衛(wèi)星。瀟湘一號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。瀟湘一號衛(wèi)星目前已經(jīng)進(jìn)入了最后的集成測試，計劃2016年年內(nèi)發(fā)射。

（注：瀟湘一號已于2016年11月10日發(fā)射。）

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

答：由于長沙天儀做的是商業(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)公司來干航天，而是讓航天技術(shù)進(jìn)到商業(yè)市場去。所以從這個角度來說，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，那啟動資金從哪里來？長沙天儀通過首輪融資解決了啟動資金的問題。其次，當(dāng)公司要去爭取投資、說服投資人的時候，就必須要想清楚自身的盈利模式是什么，誰來買單，應(yīng)該怎樣去保證盈虧平衡，贏得盈利。第三，投資公司進(jìn)來會直接督促公司進(jìn)行規(guī)范化運營。從一開始長沙天儀就不是小打小鬧，必須要有大的市場，看到良好的前景，才可能融到資。這也督促公司一開始就有做好、做大的準(zhǔn)備。第四、投資公司不光把錢拿進(jìn)來，還帶來了一大批的資源。比如，長沙天儀有7家投資公司，每個公司建一個群，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)市場里的，能促使長沙天儀更快地融入到商業(yè)市場中去。