小衛星 大天地

文 |北京空間科技信息研究所 孫憶鴻 楊璐茜

小衛星 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，隨著衛星技術的成熟以及市場需求的增加，小衛星進入快速發展期，國內外航天企業、研究機構圍繞小衛星做了諸多探索，中國也不例外。2016年，中國的小衛星事業進入收獲期，為此本刊記者采訪了參與小衛星事業的相關專家，獲得中國小衛星發展的一手資訊。

推進小衛星產業化發展

專家簡介

周軍，西北工業大學教授、博士生導師。現任西北工業大學精確制導與控制研究所所長、陜西省微小衛星工程實驗室主任，陜西省電動伺服系統工程研究中心主任，“翱翔之星”總設計師,兼任國家863重大專項專家組成員、原總裝備部衛星系統技術專業組特邀專家。長期從事飛行器精確制導與控制、航天器動力學與控制、先進控制理論與應用等方向的研究。

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

答：這是一個很有創意的項目。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、單位參與，其中多數為高校，產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范圍內的大氣低熱層，帶動了國際立方星項目發展。

問：您認為西北工業大學作為高校在推動小衛星產業發展的進程中起到怎樣的促進作用？

答：總體來看，國內做小衛星的人很多，產品種類繁多。目前，西工大專注做立方星。首先，立方星標準化、模塊化程度高，便于提供定制衛星服務，西工大還參加制定了國際立方星的標準。其次，西工大廣泛采用商業元器件，大力推進立方星產業化發展，以期將衛星從高端產品帶入應用領域。另外，西工大注重人才培養，塑造了一批優秀科研人才。例如，翱翔系列衛星項目的參與者包括了20多名在校研究生，他們后續大多投身航天領域，以與工業從業者完全不同的思維模式開辟全新的產業發展道路。

問：西北工業大學坐落于陜西這一絲綢之路的起點，是如何推動“一帶一路”戰略實施的？

答：“一帶一路”的核心是互聯互通，當下主要投注于基礎建設領域，而未來的關鍵則是“信息互聯互通”。從打造基于傳統互聯網的互聯互通通道到基于衛星組網的天基互聯互通通道是大勢所趨。西工大推進微納衛星產業發展這一議題本身就是為建設天基互聯互通通道奠定基礎的工作，以期實現信息獲取范圍不斷擴展、交互速度極大提高。

探索微納衛星發展新途徑

專家簡介

金仲和，浙江大學航空航天學院教授、副院長，中國微米納米學會常務理事，國家杰出青年基金獲得者。主要研究方向為微小衛星、微機械技術、慣性傳感器等，負責研制了皮星一號A衛星、皮星二號衛星。

問：浙江大學作為高校，是如何做好產學研協調發展的？

答：在與產業對接方面，我校對微小衛星的研究早期主要是學術方面的，以研究為主，與產業交流比較少。在2005年后與產業界交流有所加強。

在與產業部門交流方面，一方面，中國空間技術研究院、上海航天技術研究院曾多次派專家前來幫助我校研制微納衛星；另一方面，我們探索新的發展途徑，反過來又促進了航天部門的發展。我們長期致力于采用商業器件為主研制微納衛星，以降低衛星成本，實現大批量生產。這條道路對航天產業來說是很有價值的。可以說，我們學校與產業部門的互動是一個雙贏的過程。

在人才培養方面，我校積極鼓勵學生參與微納衛星研究和工程研制，結合工程實際培養學生，使這些學生走上工作崗位之后可以快速上手、獨當一面，投身航天建設。

問：您如何看待高校在小衛星產業中的地位和作用？

答：高校在探索產業發展新途徑、發展新技術方面有極大的優勢。首先，高校可以以論文、報告等形式傳遞給產業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權可以轉讓、轉移給產業部門；此外，高校自主開發的新產品，也可以響應國家號召，由師生創辦創新企業實現產業化，促進知識產權向應用的轉化。

問：浙江省對高校發展航天事業或者小衛星產業提供了哪些支持？

答：浙江省政府高度重視小衛星產業發展，不斷引入商業遙感、衛星應用等領域的公司，時任常務副省長袁家軍曾多次到我校考察微小衛星等航空航天研究工作，杭州市政府也在引進運載火箭、航天創業公司方面做了大量努力。特別是近年來，浙江本土民營企業開始介入衛星產業，浙江省民營資本與民營企業蓬勃發展、土壤肥沃，有理由相信航天產業與浙江民營資本結合后，可為我國商業航天的發展開辟獨特的道路。

小衛星也能補充北斗導航

專家簡介

鄧中亮，北京郵電大學教授，博士生導師，“羲和計劃”室內導航系統主要負責人和學術帶頭人。在建立建筑空間無線定位導航基礎理論、解決國際上通信網增強室內“米級”三維導航關鍵技術難題、構建我國廣域室內外無縫高精度導航與位置服務標準及應用系統、推動北斗產業規模化應用、提升我國導航與位置服務能力等方面做出了突出貢獻。

問：您覺得通信類高校應該如何加入小衛星發展產業鏈？

答：首先，小衛星發展的目標實際上是要支撐大數據的傳輸，包括通信，當然也包括遙感和其他的一些專業用途，但更多的是希望它能解決目前全球還有30億人不能上網的大問題。因此，這里面就涉及了很多小衛星的相關技術，地面的通信技術發展到今天并不能直接搬到衛星上應用，這就意味著我們有很多關鍵技術要自己解決，包括眾多專家介紹的相關的關鍵技術問題，這些都需要大家共同去探索。第二，衛星的通信并不是衛星本身的問題，還需要組網。天上的資源怎么樣才能相互兼容，互相組成一個大的網絡，并且與地面網對接，實現優勢互補，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，通信到底怎么發展，也面臨新的挑戰。這些問題不管對高校的課題研究還是人才培養都非常重要。

問：我們關注到您之前致力于羲和系統的研究，為何會轉而參與小衛星產業發展？

答：從通信網來講，衛星或者基站是一個基點。導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航融合到一起，做到能通信的就能導航。既然小衛星能通信，那為什么不能導航呢？我希望把所有的通信網變成導航網，同時又不影響通信。因此，我必須要研究新的通信網，這個網將來可以對北斗進行一個很好的補充，能在應用方面提供更好的服務。

標準引領小衛星規模發展

專家簡介

魏永剛，現任中國航天標準化與產品保證研究院副院長、中國衛星導航系統重大專項標準化專家組組長、全國宇航技術及其應用標準化技術委員會秘書長、全國北斗衛星導航標準化技術委員會副秘書長。多年從事航天領域國家、軍隊和行業標準化的總體策劃和規劃工作，負責多項國家重大專項型號標準化工作。

問：您認為小衛星對空間經濟產業有何積極影響？

答：小衛星技術成為商業航天領域炙手可熱的焦點，從全球范圍來看：一是行業參與者逐年增加。截至目前，國際上已經有近50個國家擁有小衛星。整個小衛星產業參與者更是不計其數。二是數量爆炸式增長。截至2015年，全球在軌小衛星（質量≤500kg）的數量為460顆，占所有在軌衛星數量比的1/3。三是商業市場潛力巨大。根據市場調查顯示，僅中國小衛星行業產值就實現了年均19.84%的較快增長，超越了傳統航天器制造業同期年均14.58%的增速。

那么，為什么小衛星會得到全球航天企業如此青睞，我想還是小衛星自身價值所帶來的。從社會價值方面來說：小衛星降低了航天技術和市場準入門檻。 許多中小企業以及大學都相繼加入小衛星研制以及運營發射的行列，一些新興國家也依靠小衛星敲開了航天工業的大門，實現衛星發射零的突破，推動了全球航天技術的整體發展。從經濟價值方面來說：據市場調查顯示，2014年100kg以下衛星的全球市場規模約為7億美元，預計到2019年會增長到19億美元，成千上萬的小衛星獲得了風險投資的青睞。從技術價值方面來說：由于其低成本和快速交付的特點，小衛星經常用作實驗平臺進行新技術的在軌演示，通過小衛星進行驗證，能夠節約時間和金錢成本，并有助于提升空間技術水平。從管理價值方面來說：相對于傳統衛星高可靠性要求，小衛星可以通過衛星星座、備份星等方法來實現航天活動的風險減緩，滿足任務要求。

問：您認為標準對小衛星發展有何意義？

答：小衛星與大衛星在管理方式、研制模式、研制隊伍的差異，最終反映在標準的差異上。小衛星產品研制成本有限，如何控制研制成本？如何降低研制風險？如何避免在軌問題？如何滿足任務要求？我認為一定需要標準化。首先，小衛星的規模發展需要標準的規范。標準化能帶來統一的基準，明確的要求，協調的接口。第二，參與者需要標準的引領。標準可以明確小衛星應當符合的要求，從而幫助那些計劃進入航天領域的小型企業和大學快速掌握規則，進而解決他們一些困惑。第三，將我國擁有自主知識產權的先進技術內容納入國際標準、國家標準或團體標準，都將大大促進產業技術進步。第四，可以促進小衛星的國際合作。標準是國際合作的橋梁和紐帶，通過標準可以促進國際間技術交流，共同開展小衛星的研制和發射。最后，小衛星發射對空間環境保護也應有義不容辭的責任，這方面我們也需要嚴格執行國際規則和標準。

讓航天技術進入到商業市場

專家簡介

任維佳,現任長沙天儀空間科技研究院有限公司首席技術官。曾在中科院空間科學與應用總體部工作，2008年獲聘載人航天應用系統結構副主任設計師，2011年獲聘主任設計師，2011年起任空間專業技術室主任。

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域的新團隊，目前在做瀟湘一號衛星等系統和產品。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星的空間科學實驗和技術驗證服務業務。從2015年8月開始做衛星，同步在商業市場上進行商業融資，2016年7月完成天使輪融資，計劃2016年11月首發試驗星，同時公司規劃的業余天文星計劃于2017年6月發射。公司成立的時候就明確做商業化的微小衛星服務業務，定位為大眾提供商業化、低成本、快速響應的太空科學實驗和技術驗證服務。公司的愿景是“讓航天變得觸手可及”，即希望通過改變現有模式，把原來極端高大上的衛星產業，通過我們的努力，推向大眾，讓一般的大中小學、個人、小公司都能夠與衛星親密接觸。

問：請您談談瀟湘一號衛星的情況？

答：長沙天儀注冊在湖南，所以瀟湘一號衛星是湖南省的第一顆衛星。瀟湘一號是基于立方星體制的一顆微小衛星，6U結構，質量約8kg，23W的功耗，測控是特高頻（UHF）鏈路，有16Mbit/s的數傳速率，壽命半年到一年左右。瀟湘一號衛星目前已經進入了最后的集成測試，計劃2016年年內發射。

（注：瀟湘一號已于2016年11月10日發射。）

問：您本人如何看待金融對小衛星產業的促進作用？

答：由于長沙天儀做的是商業航天，是商業化微小衛星公司。首先，我認為商業航天主要不是讓商業公司來干航天，而是讓航天技術進到商業市場去。所以從這個角度來說，金融是決定商業航天成敗的關鍵因素。走商業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，應該怎樣去保證盈虧平衡，贏得盈利。第三，投資公司進來會直接督促公司進行規范化運營。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、做大的準備。第四、投資公司不光把錢拿進來，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，群里有一批創業公司，或者是已經上市的公司，這里面都有大量的資源。而且，這些公司都是商業市場里的，能促使長沙天儀更快地融入到商業市場中去。