他們“眾籌”了一顆衛星

2022年7月，中國科學院自主研發的“力箭一號”固體運載火箭成功完成其歷史性的首飛任務。此次飛行中，“創新X”系列科學試驗衛星的首發星——SATech-01，被精準送入預定軌道，正式開啟了它的宇宙探索之旅。

時至今日，“創新X”依舊在太空中穩健運行，不斷向地球傳回數據與圖像。在這顆重量只有620千克的衛星上，搭載了20余家單位研制的16套載荷。自發射以來，這顆“眾籌”衛星已完成44項空間新技術驗證，部分技術產品實現推廣應用，現已轉入常態化觀測模式，仍在持續產出大量科學數據。

《中國經濟周刊》記者近日走進中國科學院微小衛星創新研究院，采訪了“創新X”空間新技術試驗衛星研制團隊，了解“創新X”背后的故事。

用“眾籌”模式發射衛星

記者在浦東新區海科路99號衛星創新院張江園區看到，這里有質量特性試驗區、力學試驗區、空間環境試驗區和衛星總裝廠房，能夠同時承擔10顆噸級衛星的研制。

“我們在臨港的園區更大，包括7個衛星總裝大廳和一個衛星智能工廠，能夠同時承擔50顆以上噸級衛星的研制，并具備每年承擔300顆微小衛星的研制能力。”工作人員告訴《中國經濟周刊》記者。

中國科學院微小衛星創新研究院副院長、衛星數字化技術重點實驗室主任張永合向《中國經濟周刊》記者回顧，他在規劃“力箭一號”火箭運能時發現，“力箭一號”能搭載一顆小衛星，巧合的是，當時還擔任愛因斯坦探針衛星（EP）總設計師的他正面臨一項極具挑戰性的任務：將全新的“龍蝦眼”寬視場X射線望遠鏡送上太空進行驗證。

“我當時想，‘龍蝦眼’望遠鏡技術復雜且從未經歷太空環境考驗，如果能提前將其試驗模塊送入太空進行驗證，將極大降低后續衛星發射的風險。”張永合說。

為了抓住這一難得的機會，張永合帶領的團隊迅速行動。

2021年2月，中國科學院微小衛星創新研究院組建了一支充滿活力的年輕團隊，旨在為有太空科研夢想的“同行者”量身定制一顆“眾籌衛星”。這顆衛星將不同于傳統自上而下的設計模式，而是根據已有火箭能力和載荷需求反向設計，實現資源的最優配置。

隨著航天產業從傳統模式向新模式轉變，國內眾多單位面臨新技術驗證周期長、迭代創新受限的挑戰，而中國科學院微小衛星創新研究院“創新X”空間新技術衛星（簡稱SATech-01）團隊用“眾籌”的方式研制了一顆衛星，一下子將16套科學載荷送入太空，為科學家們開辟了一條低成本的航線。

“創新X”衛星總指揮陳雯向《中國經濟周刊》記者解釋，“眾籌”模式的核心在于鼓勵各參與方積極自主投入，將多樣化的科學載荷“匯聚一堂”，共同搭載于同一顆衛星之上，共同探索宇宙的奧秘。這一模式不僅極大降低了單一科研主體進入太空的門檻，更為眾多科學家提供了寶貴的太空科學實驗和技術驗證的機會，解決了傳統方式下“一票難求”的困境。“此次遴選的新載荷、新技術產品，大部分都是在航天領域就差‘臨門一腳’的基礎研究和新技術。”張永合說。

“臨港每年要產幾百顆衛星，需要大量年輕人。”張永合在微信朋友圈這樣寫道。

平衡科學探索與經濟回報的關系

短短一年內，將數量眾多、類型各異的新型載荷整合到一顆衛星上并發射升空，在當時無疑是對這支年輕衛星研制團隊的一次巨大考驗。

“創新X”總體主任設計師李飛告訴《中國經濟周刊》記者，由于參與載荷研制的單位眾多，且超過一半的單位此前并無航天產品研制經驗，項目團隊深知面臨的挑戰巨大。為此，團隊結合多年航天研制經驗，提前為各載荷研制單位提供了詳細的接口規范、電路設計指南及空間環境適應性要求，確保載荷在設計之初就符合航天標準。

“航天產品不同于地面產品，必須考慮空間環境的特殊性，如高能粒子輻射等因素。”李飛強調，“我們希望通過提供這些規范，讓載荷研制單位在既定的框559b6852e3250f4e7dd9fb6a5bd5a938架內進行創新，確保創新的同時不犧牲產品的可靠性。”

此外，項目團隊還充分考慮了載荷成熟度、可靠性及研制進度的差異，對可能存在的風險項目進行了全面梳理和評估。針對電源供電、接地處理及推進系統使用等關鍵環節，團隊制定了專項保障措施，確保任何單一載荷的非預期情況都不會影響衛星的整體運行安全。

據“創新X”熱控主任設計師劉鎏介紹，該衛星搭載了數量眾多、類型各異的載荷，這對熱控設計提出了極高的要求。他笑稱：“這是我第一次遇到這么多載荷裝在一顆衛星上，確實讓我頭疼不已。”

為了應對這一挑戰，熱控設計團隊從項目初期就開始了緊張的調研工作。他們與十幾家載荷研制單位進行了長達兩個月的密集溝通，召開了30余場線上會議，深入了解每一款載荷的熱控需求。在充分調研的基礎上，團隊制定了詳盡的熱控設計方案，并不斷根據載荷單位的新需求進行迭代優化。

據張永合介紹，經過載荷項目遴選，這顆衛星最終搭載46.5納米極紫外太陽成像儀、“龍蝦眼”X射線望遠鏡、高能爆發探索者等16個新型載荷，涉及天文、量子、遙感等領域，參與研制團隊來自中國科學院、北京大學、同濟大學等20多家單位。

成功升空入軌后，“創新X”創造了一個又一個新的奇跡——“我國首幅太陽過渡區圖像”“迄今最亮伽馬暴”“國產量子磁力儀首次全球磁場勘測”“國際首次獲得并公開發布的大視場X射線聚焦成像觀測結果”……

目前，中國科學院微小衛星創新研究院攜手中科宇航公司已經開啟了“創新X科學航班”計劃，借助“力箭”系列運載火箭的強大發射能力，該計劃每年將搭載4顆50公斤級科學微納星、2顆100公斤級科學微小衛星及1顆600公斤級科學試驗衛星進入太空，為全球科研界提供從設計、制造到發射、在軌驗證的全鏈條服務。

張永合信心滿滿地表示，“創新X科學航班”計劃正致力于通過市場運作機制，平衡科學探索與經濟回報的關系，以覆蓋前期的研制成本，推動商業模式的可持續發展。“隨著發射與衛星成本的持續降低，我們有理由相信，這一天終將到來。”

責編：郭霽瑤 guojiyao@ceweekly.cn 美編：孫珍蘭