作者：許琦敏

來源：文匯報

千帆極軌01組衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場（圖片來源：央視客戶端）

北京時間2024年8月6日14時42分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號改運載火箭，成功將千帆極軌01組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

這是由上海微小衛(wèi)星工程中心研制的“千帆星座”首批18顆衛(wèi)星。它們的順利奔赴太空，開啟了中國商業(yè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的太空組網(wǎng)之路。

對標馬斯克的“星鏈”，“千帆星座”計劃到2030年底發(fā)射1.5萬顆星，組成覆蓋全球的太空網(wǎng)絡(luò)，提供手機直連等多業(yè)務(wù)融合服務(wù)。屆時，無論身處深山荒漠、遠洋高空，只要有一部手機，就能隨時上網(wǎng)，不用擔心與世界“斷聯(lián)”。

一期發(fā)射1296顆、6年完成1.5萬顆衛(wèi)星組網(wǎng)，如此龐大的衛(wèi)星量產(chǎn)規(guī)模給傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)方式帶來巨大挑戰(zhàn)。為此，臨港掀起了一場顛覆式造“星”創(chuàng)新。

重塑供應(yīng)鏈，從“單星”跨向“群星”

“要想富，先修路”，這個道理在太空也適用。近年來，隨著遙感觀測、科學(xué)研究、導(dǎo)航服務(wù)等衛(wèi)星應(yīng)用勃然興起，“天地一體化”的通訊需求變得越來越迫切——在太空中修筑一條“信息高速公路”，組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)勢在必行。

2021年，在第四屆進博會期間，長三角G60科創(chuàng)走廊發(fā)布了G60星鏈計劃，又稱“千帆星座”。這是一個包括三代衛(wèi)星系統(tǒng)的全頻段、多層多軌道星座設(shè)計，今年將完成108顆衛(wèi)星發(fā)射，2025年底實現(xiàn)648顆衛(wèi)星提供區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋，2027年底提供全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

據(jù)悉，“千帆星座”單顆衛(wèi)星在軌壽命可達7年，并能夠在軌自主健康管理、故障處置，即一邊在太空工作，一邊自我“體檢”和“治病”。直至無法工作，衛(wèi)星還會自主推離軌道，待下一批衛(wèi)星來補全星座。

2022年10月底，上海微小衛(wèi)星工程中心通過競標，承擔第一代“千帆星座”324顆衛(wèi)星的研制任務(wù)。朱曉鋮是“千帆星座”型號的副總指揮，接到任務(wù)書的那一刻，他感覺一個劃時代的顛覆即將來臨——“過去是單星時代，而我們將走向群星時代”。

傳統(tǒng)通訊衛(wèi)星重量在1噸左右，研制周期以年計、投資以億計，而“千帆”的衛(wèi)星單顆重量不到0.3噸，未來要實現(xiàn)“一箭36星”的發(fā)射?！拔覀儾荒茉傧裆a(chǎn)奢侈品那樣‘雕琢’一顆衛(wèi)星，這樣的需求非批量化生產(chǎn)不可能滿足。”

“這一次，我們實現(xiàn)的跨越，好比電腦從臺式機向筆記本演進。”朱曉鋮解釋，臺式機的硬件怎么也不可能塞進筆記本的空間里，為此衛(wèi)星團隊對幾乎所有元部件都進行了創(chuàng)新性的集成設(shè)計與改造，重新塑造供應(yīng)鏈。

朱曉鋮帶著團隊，一家家跑供應(yīng)商：要做到成本更低、性能更可靠、批量大的“既要又要還要”，唯有依靠技術(shù)創(chuàng)新。在一批愿意創(chuàng)新的合作伙伴的幫助下，他們共同開拓起這片商業(yè)航天的新市場。

例如，“千帆”衛(wèi)星所用的電推進系統(tǒng)，過去國內(nèi)一直沒能實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用，主要因為所使用的氙氣價格極其昂貴。通過全球調(diào)研，衛(wèi)星團隊找到前沿的科研團隊，共同技術(shù)攻關(guān)，在將成本降到了原來的10%-20%。

與此同時，他們還用工業(yè)級器件替代部分宇航級器件，通過軟硬件補強性能，在降成本的同時，確保性能達標?！扒Х亲笨傇O(shè)計師曹彩霞介紹，他們從頂層設(shè)計開始就采用全數(shù)字化方式，通過全數(shù)字仿真、“小步快跑”式的設(shè)計迭代，確定衛(wèi)星狀態(tài)，并使生產(chǎn)過程完全受控，確保質(zhì)量可靠。

打造“脈動產(chǎn)線”，像造汽車一樣造衛(wèi)星

僅僅一年半，18顆“千帆”衛(wèi)星就從上海微小衛(wèi)星工程中心位于臨港的衛(wèi)星大樓中順利下線。實際上，真正整星級別的生產(chǎn)周期只有兩個月，未來還將縮短到一個月。

“我們用了一年多時間，除了整合供應(yīng)鏈，還對生產(chǎn)流程進行了脫胎換骨的改造。”曹彩霞說，如今，在一棟樓里，就可完成“千帆”衛(wèi)星的設(shè)計、安裝、測試、總裝，實現(xiàn)快速生產(chǎn)、迭代和響應(yīng)。

過去研制衛(wèi)星，所有流程“圍著衛(wèi)星轉(zhuǎn)”，即衛(wèi)星不動，一道道工序來為衛(wèi)星服務(wù)。未來要在一個月內(nèi)造18顆衛(wèi)星，就得讓衛(wèi)星動起來，進入流水線生產(chǎn)模式，團隊稱之為“脈動產(chǎn)線”。

走進衛(wèi)星大樓，已有了進入流水線工廠的即視感：大量元部件先被安裝成組件模塊，再集成為系統(tǒng)，最后進入一樓的總裝車間，當一個衛(wèi)星空殼從頭到尾“走”出車間，也就完成了所有的裝配和測試——衛(wèi)星就好像流水線的汽車一樣，不間斷地輸出。

“這在過去是不可想象的，像造汽車一樣造衛(wèi)星。”曹彩霞說，為縮短生產(chǎn)周期，他們將很多耗時的工序都在大樓里集中完成，例如太陽能帆板的貼片等工藝生產(chǎn)周期較長，他們在自行設(shè)計生產(chǎn)后，將生產(chǎn)周期至少壓縮了一半。

在朱曉鋮看來，“脈動產(chǎn)線”的成功，背后是團隊建設(shè)的創(chuàng)新。工程中心從不同方向的研制團隊中抽調(diào)骨干，組成了一支全新的攻關(guān)團隊。打破固有思維模式，圍繞“千帆”衛(wèi)星，他們有了更多迸發(fā)創(chuàng)新火花的空間。

以衛(wèi)星上最常用的蜂窩板為例，攻關(guān)團隊就發(fā)現(xiàn)這種板在“千帆”衛(wèi)星上效率不高、散熱也不好，于是經(jīng)過頭腦風暴，想出了一體化鋁合金鑄造的新方法，使衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的性能有了新的提升。

作為新一代全球化信息基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)以低成本、廣覆蓋的特點，與地面網(wǎng)絡(luò)形成優(yōu)勢互補。朱曉鋮提到，地面互聯(lián)網(wǎng)無法完全支撐低空經(jīng)濟的發(fā)展，而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將為這些全新領(lǐng)域帶來發(fā)展契機，為智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療等提供高效的網(wǎng)絡(luò)支撐和數(shù)據(jù)解決方案，提升城市管理和社會服務(wù)的水平。

“千帆星座”這步上海商業(yè)航天戰(zhàn)略先手棋，也將為上海乃至全國新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展開拓新的空間。