天儀研究院:讓航天觸手可及

2020-12-04 求是網

  2019年1月21日13時42分,隨著冉冉升騰的火焰,天儀研究院自主研製的瀟湘一號03衛星搭載長徵十一號運載火箭在酒泉衛星發射中心發射升空。15時15分,衛星成功建立穩定的天地連結,天儀新疆站和東風站收到衛星遙測數據,發射取得圓滿成功。聲名遠播的天儀研究院坐落在湖南省長沙市高新技術開發區,成立於2016年,是我國首批商業航天公司之一,至今已成功完成6次太空任務,研製並發射衛星12顆。

  第一個吃螃蟹

  人類自誕生起,就對太空充滿了好奇,太空常常與冒險聯繫在了一起,太空探索常常成了冒險精神的代名詞。地處中部的長沙,不經意間冒出一個能製造並發射衛星的天儀研究院,在吸引人們好奇目光的同時,更多的是一份詫異。

  這是因為,太空探索過去是完全的政府行為。特別是冷戰時期,美蘇兩個超級大國相互競爭,在政府的巨額投入下,航天技術獲得高速發展,世界航天市場也處於美蘇兩國的壟斷之下。冷戰結束後,承繼原蘇聯的俄羅斯因經濟原因,無力維持對航天技術開發的大規模高投入,而美國由於沒有競爭對手,航天技術開發動力也不足。同時由於新的航天技術開發需要越來越巨大的資金投入,單純依靠政府投入的模式,在航天市場上難以為繼。

  在政府行為收縮的同時,國際上一些新興的商業航天企業應運而生,將航天技術的商業應用推向了新的高度。同時,國內商業航天也開始起步,2015年我國有限度地放開了航天市場,航天市場向民營企業打開了大門,被稱為是「中國商業航天發展元年」。

  天儀研究院的CEO楊峰從小就熱衷於天空探索,曾為載人航天工程、探月工程、北鬥導航等眾多國家科技重大專項提供產品和服務。看到發達國家商業航天領域飛速發展,他對我國商業航天現狀憂心忡忡,經朋友介紹,楊峰找到了同樣熱愛航天的任維佳。任維佳曾任中科院空間應用工程與技術中心結構熱控室主任,載人航天應用系統結構主任設計師,先後參與了從神舟四號到神舟八號、天宮一號、天宮二號的研製工作。雙方一拍即合、志同道合。任維佳後來成為天儀研究院的首席技術官。

  對商業航天充滿幻想的兩個年輕人,經過反覆比較,最終將目光投向湖南長沙。在長沙地方政府的大力支持下,天儀研究院落地長沙高新技術開發區。天儀研究院剛組建的時候,各方麵條件都比較簡陋,沒有資金,沒有辦公場所,沒有專業的團隊。但再簡陋的條件也沒能阻止初創者的創業熱情,天儀研究院成立當年就研製並發射了自己的第一顆衛星。「2016年發射第一顆衛星時,預計10月份發射,7月份軟體人員才招到,學機械的員工搞起了自動化控制技術。」楊峰至今回想起來,仍感嘆初創團隊「初生牛犢不怕虎」的幹勁。

  「我是被『楊總』忽悠來的」,曾在中航(瀋陽)集團、中聯重科擔任要職的工程師李曉明詼諧地說道。「我當時投簡歷的時候,想到了創業艱難,但是到了實地一看,發現眼前就是一片工地,情況遠比我預想的糟得多。我當時想要離開,但是楊峰一把拉住了我,跟我熱情洋溢地介紹天儀研究院,談到天儀研究院未來發展的願景。我從楊總的眼中看到了對夢想的執著和創業的激情,他的認真、熱情與專注深深地打動了我。」李曉明說。現在的他,已成為天儀研究院的一名技術骨幹。

  做最好的民營航天公司

  2016年11月10日,天儀研究院自主研製的我國首顆商業化科學實驗衛星——「瀟湘一號」在酒泉衛星發射中心搭載長徵十一號運載火箭成功發射。這也是湖南製造的第一顆人造衛星。「瀟湘一號」衛星是基於國際立方星標準的一顆微小衛星,6U結構,8kg重,23W的功耗,壽命為半年到一年,其研製周期(需求—設計—研製—發射)只用了10個月。「瀟湘一號」衛星的成功發射,標誌著我國科學實驗衛星向商業化、產業化邁出了重要一步,開創了民營企業商業航天的先河。

  2017年2月15日,由天儀研究院、中國科學院和以色列SpacePharma公司聯合研製的「陳家鏞一號」在印度南部的薩迪什·達萬航天中心順利進入太空,這是中國航天史上第一次嘗試微重力化學工程應用研究。2018年1月19日「瀟湘二號(湘江新區號)」和「亦莊·全圖通一號」兩顆衛星成功升空,10月29日「瀟湘一號02星」「星河號」「長沙高新號」「銅川一號」四顆衛星搭載長徵二號丙型運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射……天儀研究院發射衛星的數量越來越多,發射頻率也越來越密,技術也越來越成熟。

  值得一提的是,2018年10月,天儀研究院在第四次太空任務中,成功發射的四星中的三星均是面向未來特定星座的首次技術驗證星,它們的成功發射標誌著天儀研究院在衛星星座組網領域以及未來的衛星遙感領域都邁出了關鍵一步,實現了裡程碑式的發展。「瀟湘一號02星」為雷射通信新技術驗證衛星,由天儀研究院與商業航天領域創業公司深圳航星光網空間技術有限公司聯合研製。計劃未來利用數百顆衛星在太空中建立雷射通信網絡,為民航飛機提供高速的上網服務。「星河號」為新遙感技術衛星,由天儀研究院與成都國星宇航科技有限公司聯合研製,雙方將構建一個由192顆衛星組成的覆蓋全球、分鐘級更新的地球影像數據網絡,星河號是該計劃的新型遙感技術首星。「銅川一號」為「天格計劃」首發驗證試驗衛星,由天儀研究院與清華大學天體物理中心以及陝西省銅川市聯合研製,它將最前沿的科學技術與商業航天深度結合,是天儀研究院推動商業航天與前沿科研深度融合的一次有益探索。

  「成為中國最好的民營航天公司,讓航天技術造福普通大眾。」天儀研究院自成立來,就把「讓航天觸手可及」作為自己的目標。目前天儀研究院的10公斤衛星平臺是最具競爭力的,已經實現小批量生產。天儀研究院發揮核心優勢,積極打造一流的衛星平臺,吸引優質客戶。與此同時,天儀研究院一直致力於推進先進技術在衛星上的應用,做功能更強的衛星。目前,天儀研究院在新疆、黑龍江、甘肅及湖南四個省份都建有衛星測控站,便於對發射上空的衛星進行即時跟蹤、監測。天儀研究院現在所有發射上天的衛星及衛星所使用的軟體,都可以在地面上進行及時更新與升級。此外,天儀研究院還將網際網路思維應用到商業航天中,極大地提高了工作效率。

  國際宇航聯合會(IAF)成員、微小衛星湖南工程研究中心、先進微納衛星研製聯合實驗室、2018年中國企業家未來之星、中國最具投資價值企業50強、2018年中國航天30強、德勤中國高科技高成長明日之星……一連串重點實驗室和項目落戶,一系列榮譽加冕,使天儀研究院進一步奠定了自己在航天領域的領先地位。

  做最有價值的事情

  當國內同行都去攻佔通訊和遙感這兩個利潤豐厚的市場時,天儀卻選擇了國家隊和創業團隊都不願進駐的太空科研市場。在很多人看來,太空科研市場是塊難啃的硬骨頭,規模小、攻堅難、利潤薄。但在天儀看來,這卻是件很有意義的事情。

  對於許多從事太空實驗研究的科學家來說,一輩子都很難有哪怕一次做太空實驗的機會。有一位天體物理學家從美國國家航空航天局回國後,想在太空驗證其理論研究成果,但由於已有許多研究項目在排隊等候,他至少要等到2025年才有機會。巨大的供求矛盾,更讓天儀研究院堅定地選擇了研發微小衛星平臺的決心。為從事太空科研的用戶提供短周期、低成本、一站式的解決方案,既能投身科技強國,又能找到自己的生存空間,天儀研究院找到了一條適合自己的發展之路。

  2016年,天儀研究院完成了基於商業微小衛星的太空試驗平臺的研製。該平臺可以為全世界科研機構、企業和個人提供靈活、高效的太空科學實驗和技術試驗服務。試驗的準備時間從原來的幾年縮短至幾個月,成本比傳統方式大幅降低。

  為了降低成本,天儀選擇了立方星(CubeSat)這一成熟的技術標準,研製超高性價比、安全可靠的衛星產品。在滿足空間實驗載荷需求和系統可靠性的前提下,大量採用商用器件取代昂貴的航天專用器件,從而大幅降低衛星成本,為太空科研節約寶貴的資金。天儀研究院發射一顆衛星費用大概在500—600萬元人民幣左右,和國家隊動輒上千萬相比,在費用這方面,天儀研究院有著明顯的成本優勢。對於未來的發展,天儀研究院有著自己清晰的認識:一是實現衛星的低成本批量化生產;二是要利用好成熟的中低端技術,逐漸向高精尖的核心技術邁進。

  從人造衛星到載人航天,從月球探測到火星計劃,從「悟空」到「墨子」,從天宮到天舟,中國航天事業一步步走向輝煌。「我們預計2019年發射20顆衛星,擁有發射30顆衛星的能力,預計到2020年有發射100顆衛星的能力。」楊峰自豪地說。今天的天儀研究院把企業夢想和中華民族航空航天夢想緊緊地聯繫在一起,在這個偉大的時代規劃出自己的宏偉藍圖。

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