《中國經(jīng)濟周刊》 記者 宋杰 | 上海報道

2022年7月，中國科學(xué)院自主研發(fā)的“力箭一號”固體運載火箭成功完成其歷史性的首飛任務(wù)。此次飛行中，“創(chuàng)新X”系列科學(xué)試驗衛(wèi)星的首發(fā)星——SATech-01，被精準送入預(yù)定軌道，正式開啟了它的宇宙探索之旅。

時至今日，“創(chuàng)新X”依舊在太空中穩(wěn)健運行，不斷向地球傳回數(shù)據(jù)與圖像。在這顆重量只有620千克的衛(wèi)星上，搭載了20余家單位研制的16套載荷。自發(fā)射以來，這顆“眾籌”衛(wèi)星已完成44項空間新技術(shù)驗證，部分技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)推廣應(yīng)用，現(xiàn)已轉(zhuǎn)入常態(tài)化觀測模式，仍在持續(xù)產(chǎn)出大量科學(xué)數(shù)據(jù)。

《中國經(jīng)濟周刊》記者近日走進中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，采訪了“創(chuàng)新X”空間新技術(shù)試驗衛(wèi)星研制團隊，了解“創(chuàng)新X”背后的故事。

中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院“創(chuàng)新X”五星試驗隊簽名旗 《中國經(jīng)濟周刊》記者 宋杰I攝

用“眾籌”模式發(fā)射衛(wèi)星

記者在浦東新區(qū)海科路99號衛(wèi)星創(chuàng)新院張江園區(qū)看到，這里有質(zhì)量特性試驗區(qū)、力學(xué)試驗區(qū)、空間環(huán)境試驗區(qū)和衛(wèi)星總裝廠房，能夠同時承擔(dān)10顆噸級衛(wèi)星的研制。

“我們在臨港的園區(qū)更大，包括7個衛(wèi)星總裝大廳和一個衛(wèi)星智能工廠，能夠同時承擔(dān)50顆以上噸級衛(wèi)星的研制，并具備每年承擔(dān)300顆微小衛(wèi)星的研制能力?！惫ぷ魅藛T告訴《中國經(jīng)濟周刊》記者。

中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、衛(wèi)星數(shù)字化技術(shù)重點實驗室主任張永合向《中國經(jīng)濟周刊》記者回顧，他在規(guī)劃“力箭一號”火箭運能時發(fā)現(xiàn)，“力箭一號”能搭載一顆小衛(wèi)星，巧合的是，當(dāng)時還擔(dān)任愛因斯坦探針衛(wèi)星（EP）總設(shè)計師的他正面臨一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)：將全新的“龍蝦眼”寬視場X射線望遠鏡送上太空進行驗證。

“我當(dāng)時想，‘龍蝦眼’望遠鏡技術(shù)復(fù)雜且從未經(jīng)歷太空環(huán)境考驗，如果能提前將其試驗?zāi)K送入太空進行驗證，將極大降低后續(xù)衛(wèi)星發(fā)射的風(fēng)險?！睆堄篮险f。

為了抓住這一難得的機會，張永合帶領(lǐng)的團隊迅速行動。

2021年2月，中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院組建了一支充滿活力的年輕團隊，旨在為有太空科研夢想的“同行者”量身定制一顆“眾籌衛(wèi)星”。這顆衛(wèi)星將不同于傳統(tǒng)自上而下的設(shè)計模式，而是根據(jù)已有火箭能力和載荷需求反向設(shè)計，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。

隨著航天產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)模式向新模式轉(zhuǎn)變，國內(nèi)眾多單位面臨新技術(shù)驗證周期長、迭代創(chuàng)新受限的挑戰(zhàn)，而中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院“創(chuàng)新X”空間新技術(shù)衛(wèi)星（簡稱SATech-01）團隊用“眾籌”的方式研制了一顆衛(wèi)星，一下子將16套科學(xué)載荷送入太空，為科學(xué)家們開辟了一條低成本的航線。

“創(chuàng)新X”衛(wèi)星總指揮陳雯向《中國經(jīng)濟周刊》記者解釋，“眾籌”模式的核心在于鼓勵各參與方積極自主投入，將多樣化的科學(xué)載荷“匯聚一堂”，共同搭載于同一顆衛(wèi)星之上，共同探索宇宙的奧秘。這一模式不僅極大降低了單一科研主體進入太空的門檻，更為眾多科學(xué)家提供了寶貴的太空科學(xué)實驗和技術(shù)驗證的機會，解決了傳統(tǒng)方式下“一票難求”的困境?！按舜五噙x的新載荷、新技術(shù)產(chǎn)品，大部分都是在航天領(lǐng)域就差‘臨門一腳’的基礎(chǔ)研究和新技術(shù)?！睆堄篮险f。

“臨港每年要產(chǎn)幾百顆衛(wèi)星，需要大量年輕人?！睆堄篮显谖⑿排笥讶@樣寫道。

平衡科學(xué)探索與經(jīng)濟回報的關(guān)系

短短一年內(nèi)，將數(shù)量眾多、類型各異的新型載荷整合到一顆衛(wèi)星上并發(fā)射升空，在當(dāng)時無疑是對這支年輕衛(wèi)星研制團隊的一次巨大考驗。

“創(chuàng)新X”總體主任設(shè)計師李飛告訴《中國經(jīng)濟周刊》記者，由于參與載荷研制的單位眾多，且超過一半的單位此前并無航天產(chǎn)品研制經(jīng)驗，項目團隊深知面臨的挑戰(zhàn)巨大。為此，團隊結(jié)合多年航天研制經(jīng)驗，提前為各載荷研制單位提供了詳細的接口規(guī)范、電路設(shè)計指南及空間環(huán)境適應(yīng)性要求，確保載荷在設(shè)計之初就符合航天標(biāo)準。

“航天產(chǎn)品不同于地面產(chǎn)品，必須考慮空間環(huán)境的特殊性，如高能粒子輻射等因素?！崩铒w強調(diào)，“我們希望通過提供這些規(guī)范，讓載荷研制單位在既定的框架內(nèi)進行創(chuàng)新，確保創(chuàng)新的同時不犧牲產(chǎn)品的可靠性?！?/p>

此外，項目團隊還充分考慮了載荷成熟度、可靠性及研制進度的差異，對可能存在的風(fēng)險項目進行了全面梳理和評估。針對電源供電、接地處理及推進系統(tǒng)使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，團隊制定了專項保障措施，確保任何單一載荷的非預(yù)期情況都不會影響衛(wèi)星的整體運行安全。

據(jù)“創(chuàng)新X”熱控主任設(shè)計師劉鎏介紹，該衛(wèi)星搭載了數(shù)量眾多、類型各異的載荷，這對熱控設(shè)計提出了極高的要求。他笑稱：“這是我第一次遇到這么多載荷裝在一顆衛(wèi)星上，確實讓我頭疼不已。”

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，熱控設(shè)計團隊從項目初期就開始了緊張的調(diào)研工作。他們與十幾家載荷研制單位進行了長達兩個月的密集溝通，召開了30余場線上會議，深入了解每一款載荷的熱控需求。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，團隊制定了詳盡的熱控設(shè)計方案，并不斷根據(jù)載荷單位的新需求進行迭代優(yōu)化。

據(jù)張永合介紹，經(jīng)過載荷項目遴選，這顆衛(wèi)星最終搭載46.5納米極紫外太陽成像儀、“龍蝦眼”X射線望遠鏡、高能爆發(fā)探索者等16個新型載荷，涉及天文、量子、遙感等領(lǐng)域，參與研制團隊來自中國科學(xué)院、北京大學(xué)、同濟大學(xué)等20多家單位。

成功升空入軌后，“創(chuàng)新X”創(chuàng)造了一個又一個新的奇跡——“我國首幅太陽過渡區(qū)圖像”“迄今最亮伽馬暴”“國產(chǎn)量子磁力儀首次全球磁場勘測”“國際首次獲得并公開發(fā)布的大視場X射線聚焦成像觀測結(jié)果”……

目前，中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院攜手中科宇航公司已經(jīng)開啟了“創(chuàng)新X科學(xué)航班”計劃，借助“力箭”系列運載火箭的強大發(fā)射能力，該計劃每年將搭載4顆50公斤級科學(xué)微納星、2顆100公斤級科學(xué)微小衛(wèi)星及1顆600公斤級科學(xué)試驗衛(wèi)星進入太空，為全球科研界提供從設(shè)計、制造到發(fā)射、在軌驗證的全鏈條服務(wù)。

張永合信心滿滿地表示，“創(chuàng)新X科學(xué)航班”計劃正致力于通過市場運作機制，平衡科學(xué)探索與經(jīng)濟回報的關(guān)系，以覆蓋前期的研制成本，推動商業(yè)模式的可持續(xù)發(fā)展?！半S著發(fā)射與衛(wèi)星成本的持續(xù)降低，我們有理由相信，這一天終將到來?！?/p>