当前,太空基础设施建设正在成为全球经济增长的新引擎。记者从“活力中国调研行”北京市主题采访活动中获悉,目前,北京拥有商业航天领域高新技术企业超300家,“南箭北星”格局已经初步形成。
作为北京商业航天领域的独角兽企业,银河航天已经发射了自主研制的25颗技术先进的卫星,涵盖通信、遥感等多个种类,不断助力我国太空基础设施建设。
通信:已发射两颗具备手机直连功能的技术试验星
根据欧洲空间政策研究所(ESPI)报告,预计到2040年,全球太空经济的价值将达到1万亿美元,而太空对更广泛的经济和社会的价值预计将达到约7.9万亿美元。
截至目前,全球在轨卫星数量超过11000颗,其中大部分是低轨通信卫星,呈现出星座化、规模化、低成本化、低轨化的特点。这背后是商业航天力量引领的航天技术突破与成本骤降。
银河航天自2018年成立以来,敢为人先布局前沿技术,从全球首颗高频低轨毫米波卫星、我国首次批量研制的低轨宽带通信卫星、我国首颗使用柔性太阳翼的平板可堆叠卫星,再到批量研制的SAR卫星、中高层大气临边探测遥感卫星等,已成功发射了自主研制的25颗技术先进的卫星,涵盖通信、遥感等多个种类。
当前,卫星面向大众消费的元年已经开启,手机直连卫星为大众市场带来了广阔的发展空间。在户外探险、野外工作、灾难发生等情况下,用户不再担心因信号问题而与外界失联。在未来的6G时代,卫星通信与地面通信将呈现互补发展的趋势。
据银河航天首席科学家张世杰介绍,目前,银河航天正在加速手机直连卫星的研发,已经成功研制并发射两颗具备手机直连功能的卫星互联网技术试验星,并正在加速后续手机直连卫星的研制,包括开展面向手机直连卫星的相控阵天线、星上大能源、数字处理载荷等核心技术及低成本攻关,并加速卫星及各类关键设备的批量生产。
遥感:研制国际上首颗多星编队SAR卫星
近五年来,全球发射卫星数量年均增长接近20%,卫星在轨数量持续增长,为行业用户及个人提供数据服务的能力不断加强。其中,合成孔径雷达(SAR)卫星是载有SAR载荷的对地观测遥感卫星的统称,具有全天时、全天候、高分辨对地观测等优越性能,在地形测绘、水利监测、应急救灾等方面展现出巨大应用潜力。
SAR卫星在轨以编队绕飞形式组网,能够高效制作高精度数字表面模型(DSM),执行全球测绘任务。2023年3月,由银河航天承研的四颗干涉合成孔径雷达(InSAR)卫星成功发射。这组卫星最大亮点是,在轨编队构型采用了“1主星+3辅星”四星车轮式编队,系国际上首例。
据银河航天SAR卫星总师段晓介绍,SAR卫星的多星干涉体制理论在上世纪90年代就被提出,但一直停留在理论研究层面,没能工程化实现,“车轮编队”的成功发射,实现了多星编队干涉体制从理论到工程化的突破。
“1+3”编队构型最大的好处是卫星在任何时刻、任何位置都有一个比较合适的可用基线。遥感卫星进行干涉测量的核心原理,就是用不同的卫星从不同角度去看同一个目标。用比较通俗的话讲,就如同太空中的一把尺子,只有这把尺子的精度足够准,才能实现对几百公里外的地面目标的准确测量。这把尺子的距离取决于编队构型的尺寸,尺子精度取决于对两颗卫星空间位置的相对测量算法。通过精确的编队构型设计与控制,和准确的卫星间相对位置测量,才能保证测量精度到达毫米级,从而精确测绘地面。
“我们将在后续的SAR卫星研制项目上给SAR卫星增加AI功能,例如自主轨控、自主规划、星上智能处理与AI检测识别等功能。”段晓说,卫星的AI能力越来越强,能减小地面的运控压力,客户的需求直接从星上处理完再传输下来,数据量就会小很多,甚至今后可以通过便携的接收终端随时随地接收,提高效率。
现场:灵犀03星模型和太阳翼样板亮相
在位于金隅制造工厂的银河方舟实验室外,灵犀03星1:1模型亮相。不同于大多数卫星外形是方形或者梯形,这颗卫星是平板类型,“这种构型可以把几十颗卫星紧凑堆叠在一起,实现一箭几十星的高效发射。另外,它很像新能源汽车的底盘,有利于量产和降低成本。”银河航天星座通信系统架构师林广荣说,在工业机器人的加持下,多个单机零件加装在一起,一颗卫星就能又快又便宜地生产出来。
灵犀03星1:1模型亮相。记者 张璐 摄
2023年7月23日,银河航天成功发射自主研制的灵犀03星,这是我国首次在轨对多星堆叠发射技术进行验证。“目前在轨工作接近两年,状态良好,圆满完成了各项技术测试验证。”
卫星发射到太空后,只有太阳持续对其供应能源。银河航天灵犀03星是我国首款使用柔性太阳翼的卫星,此前柔性太阳翼只在空间站上搭载过。“柔性的翅膀”非常薄,单层柔性太阳板厚度仅1毫米左右,它可以像折扇一样折叠,装在火箭里时,为折叠状态,主体厚度仅为不到5厘米;在轨工作时,“翅膀”拉开长度约9米,宽度超过2.5米。“太阳能电池片非常薄,所以也很脆,我们设计压紧保护装置,避免将其损伤。”林广荣说。
这种“柔性翅膀”具有包络小、重量轻、模块化等特点,更易于收纳,同样质量下面积更大,可以吸收更多太阳能,适合卫星大批量堆叠发射,对加速卫星互联网建设具有重要意义。“最近一代的太阳翼不仅可以折叠,还可以像纸一样卷起来。”林广荣说。
成果:北京“南箭北星”格局初步形成
记者从北京市科委、中关村管委会获悉,北京是我国航天事业的发源地,核心研发单位占全国50%以上,拥有大部分国家航天大型研发配套基础设施和专业型技术人才。
北京拥有商业航天领域高新技术企业超300家,商业航天百强企业、上市企业和独角兽企业均占全国半数以上。北京的商业航天,涵盖了运载火箭、卫星制造、地面站及终端设备、卫星应用服务全产业链,产业链条国内最全,“南箭北星”格局已经初步形成。
其中,“南箭”以经开区、丰台区、大兴区为主,聚集了蓝箭航天、星际荣耀、星河动力、中科宇航等全国70%以上的商业火箭整箭企业,拥有全国最全的火箭研制产业链,取得了火箭领域多个“第一”;“北星”以海淀区为主,集聚了微纳星空等商业卫星制造企业,形成了全国卫星制造产业链最全的聚集区,整星研制能力全国领先。
目前,北京商业火箭公司在火箭发射、卫星研制、测运控与数据应用方面创造了新纪录。在火箭发射方面,可重复火箭研制取得突破,蓝箭航天完成10公里级垂直起降飞行试验;一次性火箭进入常态发射阶段,2024年商业火箭共发射12次,约占当前全国发射任务五分之一,中科宇航入选我国轻舟货运飞船主选火箭,星河动力十日内成功三连发。
在卫星星座方面,北京已累计发布10多个商业卫星星座的建设规划,银河航天成功发射8颗低轨宽带通信卫星,构建起我国首个低轨宽带通信试验星座——“小蜘蛛网”,正在开展“翼阵合一”卫星关键技术攻关,将有效支撑手机直连卫星的宽带通信需求。
在地面系统方面,航天驭星为全国一半以上商业卫星提供在轨运管服务。在卫星应用方面,中科星图联合空天院集成国内首款遥感垂域大模型“空天·灵眸”,实现数字地球海量信息深度挖掘,可在线完成分钟级天临空地海多圈层信息精准智能分析计算。
展望:北京将布局超重火箭研制
未来,市科委、中关村管委会将会同经开区加快推进“北京市可重复使用火箭技术创新中心”建设,力争2026年左右率先实现可重复使用火箭入轨回收复飞。同时布局超重火箭研制,开发200吨级以上全流量补燃发动机。会同海淀、丰台等区,以大规模星座建设为牵引,突破低成本超高速星间激光通信、大口径空间展开式天线、高功率重量比柔性太阳翼等卫星核心部组件技术。
围绕产业前沿前瞻启动算力星座预研,由星辰未来空间技术研究院牵头,攻关超轻太阳翼与辐冷板组件、长寿命超高比冲电推进等核心技术,开展算力星座原理试验星研制和组网研究,协同现有的通信、导航、遥感星座,抢占行业先机。
北京将以场景建设发布为切入点,推动相关行业主管部门和央企在应急救灾、自然资源监测等方面,加大对商业卫星服务的采购力度,并深度挖掘在手机直连卫星通信、保险理赔等领域的应用,全面赋能智慧城市、自动驾驶等,实现物理城市与数字城市的精准交互。
记者 张璐
编辑 白爽 校对 杨利
相关文章
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读
2025-06-1815阅读