科技创新助力卫星不断瘦身降成本

Writer： admin Time：2022-08-24 Browse：100

　　从北斗卫星导航系统到天问一号火星探测器，从嫦娥工程到中国空间站建设，从火箭不断升级到频繁成功发射各种各样的卫星，中国航天事业近年捷报频传，书写着航天人的“中国梦”。

　　对很多人而言，包括卫星在内的航空航天领域一直比较神秘，对其认知大都来自教科书、电视画面、手机视频。诸如一颗卫星有多重、一颗卫星值多少钱等问题，还没有准确的答案。

　　作为中国第一家商业遥感卫星公司，以及东北首家、吉林省唯一的独角兽企业，年轻的高科技公司长光卫星技术股份有限公司（下称长光卫星），正在作出自己的回答。

　　8月10日12时50分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号遥十运载火箭，将眉山“天府星座”（“吉林一号”高分03D35-41星）、云遥一号04-08星（“吉林一号”红外A01-05星）等16颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务圆满成功。

　　16颗卫星入轨后，将与在轨的54颗“吉林一号”卫星组网。至此，“吉林一号”在轨卫星数量增至70颗，标志着“吉林一号”星座第一阶段建设任务圆满完成。

　　据悉，这16颗卫星的投入使用，将显著提升“吉林一号”星座的数据获取和信息服务能力。

　　“吉林一号”是我国首组自主研发的商用遥感卫星星座，由长光卫星自主研发运营。

　　2014年12月，长光卫星正式成立。公司由吉林省政府、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、社会资本及技术骨干等共同出资，总注册资金19.7亿元。

　　长光卫星正式运行后，生产和发射小卫星的工作紧锣密鼓展开。2015年10月，公司自主研发的“吉林一号”组星成功发射，开创了我国商业卫星应用的先河，同时也创造了由一个研发团队一箭成功发射四星的历史。

　　“吉林一号”卫星是我国第一颗自主研发的商用高分辨率遥感卫星，我国第一颗自主研发的“星载一体化”商用卫星，我国第一颗自主研发的米级高清动态视频卫星，也是我国第一次以灵巧方式在轨成功成像、国产CMOS第一次在轨技术验证。

　　自2015年10月一箭四星发射成功以来，“吉林一号”星座工程已进行21次发射。

　　长光卫星党委书记、副总经理贾宏光介绍，2015年升空的一组四颗“吉林一号”卫星的生产，跨过传统的“平台加载荷”设计方式，采用星载一体化技术。

　　贾宏光分析说，传统的“平台加载荷”设计，载荷和平台界限分明，载荷要根据平台的设计调整，卫星的重量、体积难以灵活安排。而星载一体化技术增加了载荷设计的灵活性，重量、体积可通过设计进一步下降。“同样一个亚米级卫星，我们把重量控制到400多公斤，卫星研制成本大约在8000万元。”

　　这还远远不够——对商业卫星来说，成本依旧太高。据了解，“星载一体化”设计虽然实现了以载荷为中心，平台围绕载荷需求，但仍保留了较多独立结构功能，电子学软硬件也只是部分集成。

　　为符合商业化发展路线、进一步降低成本，长光卫星以技术创新为手段，从星载一体化技术向载荷平台融合设计迈进。

　　2019年发射的“吉林一号”高分03A星，第一次采用“载荷平台融合设计”理念，大幅减少平台结构，电子学软硬件高度集成，有效载荷比显著提升。

　　长光卫星综合电子研究室主任邹吉炜介绍，从原始机理设计上，电子学很多部组件可共用一个处理器，确保电路上节省很多空间，进一步降低成本。从结构设计上，过去很多执行单一结构功能的部组件被赋予更多功能。比如相机遮光罩既可作为相机系统隔离杂散光的遮光罩使用，同时还能作为整星承力结构进行整星部组件的安装。

　　空间节省后，卫星“体重”大幅降低。据悉，“吉林一号”高分03星“体重”已降至40公斤，重量只有第一代卫星的1/10，但降重量不降指标，分辨率始终保持在0.75米的高水平。

　　“重量降低，火箭运载成本随之减少。过去能发射一颗星的价格，如今可以发射10颗星。”贾宏光说。

　　据了解，长光卫星起初采用单星生产模式，即整个研发队伍全部围绕一颗星的各项工作从事研发、组装、实验等任务。

　　为进一步降低成本并提升星座规模，自2018年起，长光卫星开始试水从单星研制到批量生产。

　　邹吉炜说，实施批量化生产，要科学合理分解卫星形成过程，具体可分为单机部组件生产、系统测试和总装及环境试验三个环节，总装及环境试验环节形成脉动流水化模式，进行批量化生产、测试，可进一步解放人力、降低成本。

　　邹吉炜表示：“过去在卫星系统测试环节，一颗星需要两个人、两个月完成，如今6颗星并行测试，一个人、一个月即可完成。生产效率大大提升。”

　　目前，随着低轨卫星互联网建设，国内更多商业卫星企业都已开启批量化、低成本之路。