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专注智能卫星制造——银河航天公司逐梦卫星互联网

2022年07月29日 06:36   来源:官网_1066vip威尼斯下载   本报记者 杨学聪

  银河航天02批批产卫星发射升空。 (资料照片)

  在浩瀚太空中,随着批量化生产的卫星不断发射,大量卫星绕地球接续飞行,全天候提供无缝实时网络覆盖……银河航天(北京)科技有限公司实验室内,在轨模拟动画展示着这幅场景。这家专注于智能卫星制造的“独角兽”企业,积极探索商业化卫星产业发展路径,在卫星互联网领域实现批量“造星”,助力我国低轨星座建设。

  实现卫星批量生产

  制造卫星,绝非易事。“卫星许多核心组件都需要自主研发。”银河航天联合创始人高千峰说,银河航天瞄准低轨宽带通信卫星领域,用了4年时间,从组建团队到设计卫星、制造卫星,再到小批量生产卫星,不断突破新技术,奠定了企业竞争优势。

  2020年1月16日,银河航天自主研发的首颗低轨宽带通信卫星成功发射。2022年3月5日,西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将银河航天首次批量研制的6颗低轨宽带通信卫星——银河航天02批批产卫星送入预定轨道。

  “这6颗卫星在轨与公司首发星共同组成国内首个低轨宽带通信试验星座,构建出星地融合5G试验网络‘小蜘蛛网’,具备单次30分钟左右不间断、低时延宽带通信服务能力,将用于我国天地一体、天基互联等网络技术验证。”高千峰告诉记者,这6颗低轨宽带通信卫星的设计、总装、测试、试验和出厂,只用了不到11个月,总装、测试与试验的时间大幅压缩到75天左右;自研产品涉及元器件近4000种,国产化率达90%以上,其中关键元器件、核心部件实现百分百国产。

  从单星研制转向批量生产模式,是个难度颇高的“技术活”。目前,我国卫星制造产业链生态处于成长初期,单机制造、卫星发射等产业仍处于紧缺状态。“从首发星到小批量生产,我们验证了从单星发射到多星同时发射、测控、组网,这是建设大型卫星星座网络的一次重要技术进步。”高千峰说。

  建设卫星互联网

  卫星互联网可以通俗理解为将地面基站搬入空中的卫星平台,卫星不受地理地貌环境影响,可提供更高性能及更可靠的通信服务,与地面5G网络实现深度融合互补,并为6G时代万物互联的泛在网络需求提供支撑。

  为什么选择卫星互联网这样一个高门槛、高投入、高风险的行业?“把基站搬到天上,建设无处不在的信息高速公路,是对社会和行业有意义的事情。”高千峰说,近年来,以低轨高通量卫星星座为代表的卫星互联网,具有全覆盖、高带宽、低时延、低成本等优势,成为解决全球网络覆盖的方案。面对国际竞争,我国亟需提升商业卫星制造效率、降低研制成本。

  传统卫星制造主要是单件研制的孤岛模式,从方案论证到详细设计、产品投产和交付、卫星AIT(集成总装测试)的研制流程基本为串行实施,需要耗费大量的时间、空间和人力资源。“卫星批量生产不仅能使成本大幅降低、生产效率大幅提升,而且也是构建大规模卫星星座必要的基础条件。”高千峰告诉记者,卫星星座是商业航天发展的大势所趋。目前国内外已推出包括通信、导航、遥感等不同类型的星座计划200余个,绝大多数处于筹资和开发阶段,待开发市场空间巨大。

  “银河航天将目标锁定在低轨宽带通信卫星,在原有技术积累上做集成创新,逐步掌握核心技术,成功实现卫星批量生产。随着卫星数量增加,卫星星座承载的应用也越来越多。从应用中能更快发现问题,推动技术产品迭代优化。”高千峰说。

  在卫星批量生产过程中,银河航天通过3D打印技术实现高频微距波导、高性能天线等载荷加工,将部分载荷互联的空间压缩到传统占用空间的三分之一,同时提升了电性能、部分单机及系统性能。

  高千峰表示,卫星互联网行业刚起步,尚未进入快速成长的爆发期。“我们在一些产品技术上坚持设计优化、新材料替代、工序简化,在逐步优化、持续迭代的过程中,逐渐降低成本。去年,公司具备了批量生产30颗卫星的能力,今年批量生产能力将达到百颗卫星。”

  目前,银河航天300余名员工中,70%是研发人员,他们正致力于通过敏捷开发、快速迭代模式,规模化研制低成本、高性能的低轨宽带通信卫星。

  研发新一代卫星

  在位于北京市海淀区金隅智造工厂的方舟实验室,一颗卫星正在组装。与卫星常见的方盒子式外观不同,这颗卫星呈扁平状,头顶有两口“小锅”,表面密集排列着小型设备和线束。“这是我们研制的新一代卫星,这种可堆叠式平板卫星更节省空间。”方舟实验室工作人员姜禄华告诉记者。

  9米高的实验室中,还悬挂着与之相匹配的超薄太阳翼。这个由12折“推拉门”构成的巨大太阳翼,是由许多片封装好的太阳能单片连缀而成,折叠压紧后,厚度只有数十毫米。“太阳翼是卫星在太空中持续运行的能量来源。传统刚性太阳翼基板比较厚,导致传统卫星的‘翅膀’一般比较短,载有柔性太阳翼的卫星将拥有超长的‘翅膀’,能为卫星提供更多能量。”姜禄华说。

  可堆叠式平板卫星和柔性太阳翼是“黄金搭档”,发射时可将卫星像平板电脑一样多个摞在一起,一发火箭可同时发射数十颗卫星。“既满足平板堆叠需求,又大幅降低产品重量、节约发射成本,产品综合技术指标实现大幅提升。”姜禄华说。

  在不断研发新产品的过程中,银河航天逐步建设起卫星生产线和精益生产管控系统,创新探索“卫星设计—生产线—供应链”的量产“铁三角”模式,大幅降低了卫星研制成本、缩短了卫星制造周期。目前,银河航天已建成覆盖整星研制、单机生产的生产基地,着手建设对标国际先进水平的智能卫星超级工厂。

  对于银河航天来说,如今还有许多难题待解决,比如,运载火箭运力有限、空间有限,如何进一步对卫星构型做优化处理;怎样降低单颗卫星重量,保证发射任务的可行性和可靠性;如何更好地控制卫星分离速度和方向等。“未来,银河航天将继续发挥卫星低成本、批量研制、快速迭代的优势,不断构建基于民用工业体系的商业化供应链,助力低轨星座建设。”高千峰说。 (官网_1066vip威尼斯下载记者 杨学聪)

(责任编辑:王炬鹏)

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