中國版“星鏈”,刻上江蘇印記
“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射
中國版“星鏈”,刻上江蘇印記
“5、4、3、2、1,點火!”2024年8月6日14時42分,隨著指揮員一聲令下,烈焰從長征六號改運載火箭底部噴射而出,火箭搭載著千帆極軌01組的18顆衛(wèi)星發(fā)射升空,成功將衛(wèi)星送入預定軌道。此次發(fā)射的千帆極軌01組衛(wèi)星是我國低軌互聯(lián)網(wǎng)“千帆星座”的首批組網(wǎng)衛(wèi)星,標志著我國向全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領域邁出了重要一步。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),是通過一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng),從而輻射全球,提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務,被譽為繼有線互聯(lián)、無線互聯(lián)之后的第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施革命。未來的某一天,當你仰望星空時,夜空中最亮的那顆“星”,很可能是“江蘇制造”!
不論高山或海洋,聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”
出行、外賣、網(wǎng)購……互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為生活工作中的重要基礎設施。但互聯(lián)網(wǎng)是否真的“無處不在”?根據(jù)統(tǒng)計,目前地面上的互聯(lián)網(wǎng),只覆蓋了地面大概10%的面積,一旦到偏遠或欠發(fā)達地區(qū),傳統(tǒng)的陸地移動通信服務就是“鞭長莫及”。讓運營商去全球各地建站,顯然是不現(xiàn)實的,于是科學家們提出,將基站“搬”到太空中,這就是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
8月6日,“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星以“一箭18星”成功入軌,這被業(yè)內(nèi)人士稱為是中國的“星鏈計劃”!扒Х亲币卜Q“G60星鏈”,該項目由上海松江區(qū)牽頭,實施主體是上海垣信衛(wèi)星。
此次“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星的發(fā)射,也與江蘇有著千絲萬縷的聯(lián)系。在“千帆星座”計劃中,格思航天作為衛(wèi)星ODM廠商,專注于承接量產(chǎn)衛(wèi)星的設計制造與衛(wèi)星核心組部件的研發(fā),垣信衛(wèi)星則作為運營方,負責衛(wèi)星的部署與運營。此前,無錫市交通集團旗下投資基金參與了項目制造商格思航天的早期投資,無錫城建發(fā)展集團旗下建瓴資本投資參與了垣信衛(wèi)星A輪融資。
據(jù)垣信衛(wèi)星科技有限公司相關(guān)負責人介紹,今年目標是要發(fā)射108顆星,到2030年底,“千帆星座”最終將打造超過一萬顆的低軌寬頻多媒體衛(wèi)星組網(wǎng),以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)接入服務。
為何要打造如此大規(guī)模的衛(wèi)星星座?這主要是因為當前的商業(yè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)大多采用低軌道巨型星座系統(tǒng)。衛(wèi)星的軌道高度可分為高軌、中軌、低軌等不同類別。高軌道衛(wèi)星大約距離地面3.6萬公里,只需要幾顆高軌道衛(wèi)星就能實現(xiàn)全球覆蓋,但會導致通信延時長。低軌道衛(wèi)星距離地面約有160公里至2000公里,通信延時短、信號強,但覆蓋范圍較小,需要部署數(shù)千顆衛(wèi)星才能實現(xiàn)全球覆蓋。人們熟知的馬斯克的“星鏈計劃”,就是目前部署規(guī)模最大的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座,迄今已經(jīng)有6200多顆衛(wèi)星在軌運行。
“千帆星座”副總指揮朱曉鋮表示,“千帆星座”主要是面向普通大眾通信需求建設的星座,是地面互聯(lián)網(wǎng)的一個拓展和延伸,在未來,當遇到地質(zhì)災害、緊急危險的時候,不管有多遠都能及時連到互聯(lián)網(wǎng)。將來通信系統(tǒng)的速率越來越高,通信覆蓋的用戶數(shù)會越來越多。
由于空間軌道和頻段資源的有限性,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成為各國科技競爭新賽道。美國、英國、加拿大、俄羅斯都陸續(xù)發(fā)布了低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)計劃。2020年4月,我國首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入“新基建”范疇,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設上升至國家戰(zhàn)略性工程。今年,商業(yè)航天被首次寫入政府工作報告。業(yè)內(nèi)人士預測,未來5年,我國低軌衛(wèi)星制造及發(fā)射需求有望進入增長爆發(fā)期,按照相關(guān)規(guī)劃,我國在后續(xù)十年內(nèi)要完成2萬多顆衛(wèi)星的發(fā)射。
智慧工廠造衛(wèi)星,成本有望降至幾十分之一
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要衛(wèi)星大量發(fā)射才能組網(wǎng),傳統(tǒng)的衛(wèi)星是單顆制造,在測試、元器件、制造等環(huán)節(jié)成本高昂。如何高效、低成本地制造出衛(wèi)星,也成為發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要解決的難題。
“商業(yè)航天是中國航天的一部分,與傳統(tǒng)航天‘國家隊’的角色相比,商業(yè)航天資金來源豐富、目標多元,‘試錯’空間更充分。”南京航空航天大學航天學院副院長盛慶紅教授介紹,在航天發(fā)射高需求的帶動下,目前國內(nèi)已有一批商業(yè)火箭、衛(wèi)星的初創(chuàng)公司破土而出,“過去‘國家隊’發(fā)射一顆衛(wèi)星,成本都是以億起步,而國內(nèi)發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星的成本約為幾百萬到幾千萬元,衛(wèi)星研制、發(fā)射成本門檻有望進一步降低!
位于南通開發(fā)區(qū)的銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠,AGV搬運小車正有序地工作,低軌衛(wèi)星智能產(chǎn)線上一臺臺智能裝備機器人正舉起機械臂抓取、精準裝配!霸谶@里,制造衛(wèi)星,也能像制造汽車一樣在工業(yè)流水線上批量生產(chǎn)了。”銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠負責人成明向記者介紹,工廠采用了脈動站位式生產(chǎn)布局,配備有裝配機器人、自動化精測系統(tǒng)、數(shù)字化制造系統(tǒng)等150余臺套先進裝備。
雖然目前國內(nèi)工業(yè)體系中智慧工廠已很普遍,但應用在航天領域還是起步階段。讓手工裝配方式向流水線生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變,也需要創(chuàng)新的工作方法。傳統(tǒng)衛(wèi)星裝配方式以手工為主,設計師提供圖紙,工藝人員編制工藝,操作人員在艙板上進行劃線和粘貼,一個艙板幾十顆銷釘?shù)恼迟N就需要一天的時間。而銀河航天南通工廠,團隊創(chuàng)新采用三維模型投影的先進技術(shù),將模型輕量化處理后,直接投影到艙板上,操作人員按照投影進行快速粘貼,效率提升90%以上。
2020年,銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠落戶南通開發(fā)區(qū)。2023年,我國首款使用柔性太陽翼的衛(wèi)星——銀河航天靈犀03星順利升空,生產(chǎn)靈犀03星的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié),就是在南通衛(wèi)星工廠完成的。
“當前,全球太空新型基礎設施建設如火如荼,呈現(xiàn)出低軌化、低成本化、星座規(guī)模化、商業(yè)化的發(fā)展趨勢。我們的目標是推動構(gòu)建面向低成本、大批量生產(chǎn)的新型開放式航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)!背擅鞅硎荆y河航天正通過研發(fā)適應批產(chǎn)的低成本衛(wèi)星,構(gòu)建柔性智能衛(wèi)星生產(chǎn)線,在量產(chǎn)情況下,可將衛(wèi)星成本降至現(xiàn)有成本的幾十分之一。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在逐步轉(zhuǎn)向應用場景,越來越多地參與進大眾的生活。目前,銀河航天基于自主研制的8顆低軌寬帶通信衛(wèi)星,構(gòu)建星地融合5G試驗網(wǎng)絡“小蜘蛛網(wǎng)”,這也是我國首個低軌寬帶通信試驗星座。成明介紹,“小蜘蛛網(wǎng)”已在空地海等多場景低軌應用示范。在陸地上,“小蜘蛛網(wǎng)”完成了云南電網(wǎng)低軌寬帶應用示范,驗證了低軌衛(wèi)星通信可滿足我國電力對泛在寬帶互聯(lián)的需求;在空中,面向運營商應急通信的需求,“小蜘蛛網(wǎng)”的低軌通信能力結(jié)合中型無人機以及地面網(wǎng)絡,實現(xiàn)了基于空中高速機動平臺的5G應急通信覆蓋能力;在海上,銀河航天在南海海域“電科一號”試驗船上完成了我國首次低軌寬帶海上應用驗證。
“我們正在研制太陽翼和相控陣天線一體化通信衛(wèi)星,未來將用于支持手機直連衛(wèi)星的寬帶通信。”成明介紹,手機直連衛(wèi)星技術(shù)的實現(xiàn),有望讓普通消費級手機直接接入衛(wèi)星通信網(wǎng)絡,達到與地面基站通信體驗并無差別,未來普通百姓也能以更低成本,享受衛(wèi)星應用帶來的便利。
發(fā)力新賽道,江蘇加速商業(yè)航天布局
今年全國兩會的政府工作報告,明確積極打造商業(yè)航天等新增長引擎。目前,北京、上海等多地均出臺政策支持衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,各地結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)基礎,在衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星運營和衛(wèi)星終端研制及創(chuàng)新應用等多個方向發(fā)力,布局產(chǎn)業(yè)新賽道。
江蘇在2023年《江蘇省航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2023—2025年)》基礎上,專門將商業(yè)航天納入全省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期戰(zhàn)略規(guī)劃,出臺發(fā)展專項工作方案,提出指導性實施意見。
從商業(yè)火箭到衛(wèi)星制造,江蘇的箭、船、星產(chǎn)業(yè)鏈可謂相當齊全,多地已在加緊布局航空航天產(chǎn)業(yè),加快打造特色鮮明的現(xiàn)代化航空航天產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群。
在無錫,這一產(chǎn)業(yè)賽道的布局也已逐漸成勢,并通過全鏈條布局占據(jù)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。從商業(yè)火箭研制領域的天兵科技、東方空間、天儀研究院、銀河航天等鏈主企業(yè),到上下游多家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),無錫梁溪區(qū)形成了覆蓋火箭制造、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射與應用的完整產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)值超300億元規(guī)模。
無錫梁溪區(qū)工信局相關(guān)負責人介紹,今年4月,該區(qū)出臺《梁溪區(qū)空天產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈發(fā)展三年行動計劃》,配套“空天九條”扶持政策。區(qū)內(nèi)設立220億元的科創(chuàng)、數(shù)字經(jīng)濟、空天產(chǎn)業(yè)三大基金,落地商業(yè)火箭、衛(wèi)星制造、空間信息應用三個超百億產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈近50家企業(yè),集聚行業(yè)80%鏈主企業(yè)。梁溪產(chǎn)發(fā)集團聚焦“基金+項目”“園區(qū)+產(chǎn)業(yè)”發(fā)展路徑,梁溪科創(chuàng)母基金已完成空天產(chǎn)業(yè)項目投決12個,合計投決金額37.9億元。梁溪區(qū)商業(yè)航天領域規(guī)上工業(yè)企業(yè)在無錫市占比近半。
圍繞鏈主企業(yè)不同需求,梁溪區(qū)“量體裁衣”發(fā)展“定制園區(qū)”新模式,規(guī)劃建設16個產(chǎn)業(yè)園區(qū),圍繞鏈主型企業(yè)需求,助推企業(yè)降本增效、集聚發(fā)展。作為全球第一家液體火箭首飛即成功的民營火箭研制企業(yè),天兵科技目前在梁溪區(qū)投資25億元,打造國內(nèi)商業(yè)航天領域中型液體火箭“天龍二號”批量化制造基地,今年三季度基地竣工交付,年內(nèi)投產(chǎn)。從事衛(wèi)星整星研發(fā)和制造業(yè)務的微納星空,衛(wèi)星平臺、衛(wèi)星載荷及核心組部件全部實現(xiàn)自研,掌握衛(wèi)星制造11項關(guān)鍵技術(shù),擁有年產(chǎn)大于60顆衛(wèi)星的衛(wèi)星研制能力。
此外,無錫梁溪科技城聚焦衛(wèi)星“定位、導航、授時、遙感、通信”等領域,通過“北斗+”及無人系統(tǒng)的融合發(fā)展,構(gòu)建空間信息生態(tài)圈,并積極推動空間信息技術(shù)在智慧城市等關(guān)鍵領域的應用。
記者 楊易臻 張宣