【文匯報(bào)】“千帆星座”首批18顆衛(wèi)星發(fā)射入軌
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文章來源:微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院 | 發(fā)布時(shí)間:2024-08-07 | 【打印】 【關(guān)閉】
作者:許琦敏
來源:文匯報(bào)
千帆極軌01組衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)(圖片來源:央視客戶端)
北京時(shí)間2024年8月6日14時(shí)42分,我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭,成功將千帆極軌01組衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。
這是由上海微小衛(wèi)星工程中心研制的“千帆星座”首批18顆衛(wèi)星。它們的順利奔赴太空,開啟了中國(guó)商業(yè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的太空組網(wǎng)之路。
對(duì)標(biāo)馬斯克的“星鏈”,“千帆星座”計(jì)劃到2030年底發(fā)射1.5萬顆星,組成覆蓋全球的太空網(wǎng)絡(luò),提供手機(jī)直連等多業(yè)務(wù)融合服務(wù)。屆時(shí),無論身處深山荒漠、遠(yuǎn)洋高空,只要有一部手機(jī),就能隨時(shí)上網(wǎng),不用擔(dān)心與世界“斷聯(lián)”。
一期發(fā)射1296顆、6年完成1.5萬顆衛(wèi)星組網(wǎng),如此龐大的衛(wèi)星量產(chǎn)規(guī)模給傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)方式帶來巨大挑戰(zhàn)。為此,臨港掀起了一場(chǎng)顛覆式造“星”創(chuàng)新。
重塑供應(yīng)鏈,從“單星”跨向“群星”
“要想富,先修路”,這個(gè)道理在太空也適用。近年來,隨著遙感觀測(cè)、科學(xué)研究、導(dǎo)航服務(wù)等衛(wèi)星應(yīng)用勃然興起,“天地一體化”的通訊需求變得越來越迫切——在太空中修筑一條“信息高速公路”,組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行。
2021年,在第四屆進(jìn)博會(huì)期間,長(zhǎng)三角G60科創(chuàng)走廊發(fā)布了G60星鏈計(jì)劃,又稱“千帆星座”。這是一個(gè)包括三代衛(wèi)星系統(tǒng)的全頻段、多層多軌道星座設(shè)計(jì),今年將完成108顆衛(wèi)星發(fā)射,2025年底實(shí)現(xiàn)648顆衛(wèi)星提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋,2027年底提供全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
據(jù)悉,“千帆星座”單顆衛(wèi)星在軌壽命可達(dá)7年,并能夠在軌自主健康管理、故障處置,即一邊在太空工作,一邊自我“體檢”和“治病”。直至無法工作,衛(wèi)星還會(huì)自主推離軌道,待下一批衛(wèi)星來補(bǔ)全星座。
2022年10月底,上海微小衛(wèi)星工程中心通過競(jìng)標(biāo),承擔(dān)第一代“千帆星座”324顆衛(wèi)星的研制任務(wù)。朱曉鋮是“千帆星座”型號(hào)的副總指揮,接到任務(wù)書的那一刻,他感覺一個(gè)劃時(shí)代的顛覆即將來臨——“過去是單星時(shí)代,而我們將走向群星時(shí)代”。
傳統(tǒng)通訊衛(wèi)星重量在1噸左右,研制周期以年計(jì)、投資以億計(jì),而“千帆”的衛(wèi)星單顆重量不到0.3噸,未來要實(shí)現(xiàn)“一箭36星”的發(fā)射?!拔覀儾荒茉傧裆a(chǎn)奢侈品那樣‘雕琢’一顆衛(wèi)星,這樣的需求非批量化生產(chǎn)不可能滿足?!?/span>
“這一次,我們實(shí)現(xiàn)的跨越,好比電腦從臺(tái)式機(jī)向筆記本演進(jìn)?!敝鞎凿吔忉?,臺(tái)式機(jī)的硬件怎么也不可能塞進(jìn)筆記本的空間里,為此衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)對(duì)幾乎所有元部件都進(jìn)行了創(chuàng)新性的集成設(shè)計(jì)與改造,重新塑造供應(yīng)鏈。
朱曉鋮帶著團(tuán)隊(duì),一家家跑供應(yīng)商:要做到成本更低、性能更可靠、批量大的“既要又要還要”,唯有依靠技術(shù)創(chuàng)新。在一批愿意創(chuàng)新的合作伙伴的幫助下,他們共同開拓起這片商業(yè)航天的新市場(chǎng)。
例如,“千帆”衛(wèi)星所用的電推進(jìn)系統(tǒng),過去國(guó)內(nèi)一直沒能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用,主要因?yàn)樗褂玫碾瘹鈨r(jià)格極其昂貴。通過全球調(diào)研,衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)找到前沿的科研團(tuán)隊(duì),共同技術(shù)攻關(guān),在將成本降到了原來的10%-20%。
與此同時(shí),他們還用工業(yè)級(jí)器件替代部分宇航級(jí)器件,通過軟硬件補(bǔ)強(qiáng)性能,在降成本的同時(shí),確保性能達(dá)標(biāo)?!扒Х亲笨傇O(shè)計(jì)師曹彩霞介紹,他們從頂層設(shè)計(jì)開始就采用全數(shù)字化方式,通過全數(shù)字仿真、“小步快跑”式的設(shè)計(jì)迭代,確定衛(wèi)星狀態(tài),并使生產(chǎn)過程完全受控,確保質(zhì)量可靠。
打造“脈動(dòng)產(chǎn)線”,像造汽車一樣造衛(wèi)星
僅僅一年半,18顆“千帆”衛(wèi)星就從上海微小衛(wèi)星工程中心位于臨港的衛(wèi)星大樓中順利下線。實(shí)際上,真正整星級(jí)別的生產(chǎn)周期只有兩個(gè)月,未來還將縮短到一個(gè)月。
“我們用了一年多時(shí)間,除了整合供應(yīng)鏈,還對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行了脫胎換骨的改造。”曹彩霞說,如今,在一棟樓里,就可完成“千帆”衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試、總裝,實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)、迭代和響應(yīng)。
過去研制衛(wèi)星,所有流程“圍著衛(wèi)星轉(zhuǎn)”,即衛(wèi)星不動(dòng),一道道工序來為衛(wèi)星服務(wù)。未來要在一個(gè)月內(nèi)造18顆衛(wèi)星,就得讓衛(wèi)星動(dòng)起來,進(jìn)入流水線生產(chǎn)模式,團(tuán)隊(duì)稱之為“脈動(dòng)產(chǎn)線”。
走進(jìn)衛(wèi)星大樓,已有了進(jìn)入流水線工廠的即視感:大量元部件先被安裝成組件模塊,再集成為系統(tǒng),最后進(jìn)入一樓的總裝車間,當(dāng)一個(gè)衛(wèi)星空殼從頭到尾“走”出車間,也就完成了所有的裝配和測(cè)試——衛(wèi)星就好像流水線的汽車一樣,不間斷地輸出。
“這在過去是不可想象的,像造汽車一樣造衛(wèi)星?!辈懿氏颊f,為縮短生產(chǎn)周期,他們將很多耗時(shí)的工序都在大樓里集中完成,例如太陽能帆板的貼片等工藝生產(chǎn)周期較長(zhǎng),他們?cè)谧孕性O(shè)計(jì)生產(chǎn)后,將生產(chǎn)周期至少壓縮了一半。
在朱曉鋮看來,“脈動(dòng)產(chǎn)線”的成功,背后是團(tuán)隊(duì)建設(shè)的創(chuàng)新。工程中心從不同方向的研制團(tuán)隊(duì)中抽調(diào)骨干,組成了一支全新的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。打破固有思維模式,圍繞“千帆”衛(wèi)星,他們有了更多迸發(fā)創(chuàng)新火花的空間。
以衛(wèi)星上最常用的蜂窩板為例,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)這種板在“千帆”衛(wèi)星上效率不高、散熱也不好,于是經(jīng)過頭腦風(fēng)暴,想出了一體化鋁合金鑄造的新方法,使衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的性能有了新的提升。
作為新一代全球化信息基礎(chǔ)設(shè)施,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)以低成本、廣覆蓋的特點(diǎn),與地面網(wǎng)絡(luò)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。朱曉鋮提到,地面互聯(lián)網(wǎng)無法完全支撐低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將為這些全新領(lǐng)域帶來發(fā)展契機(jī),為智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療等提供高效的網(wǎng)絡(luò)支撐和數(shù)據(jù)解決方案,提升城市管理和社會(huì)服務(wù)的水平。
“千帆星座”這步上海商業(yè)航天戰(zhàn)略先手棋,也將為上海乃至全國(guó)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展開拓新的空間。