安博体育长沙天仪研究院任维佳:商业航天的春天正在来临

2023-11-19

  任维佳介绍,去年全球航天市场的经济总量已超过3000亿美元,其中,科学实验和技术验证的占比超过10%。袁路华 摄

  长沙晚报掌上长沙11月29日讯(湘江早报记者 高原)2016年11月10日上午,“潇湘一号”在酒泉卫星发射基地搭载长征十一号运载火箭成功发射。长沙天仪空间科技研究院有限公司(以下简称天仪研究院),这家来自湖南湘江新区内企业,研制了湖南第一颗商业化科学实验卫星。

  据美国航天基金会发布的《航天报告》,2015年全球航天经济总量达3353亿美元,其中76%的份额为商业航天领域。用长沙天仪研究院CTO(首席技术官)任维佳的话来说,乘着技术进步的东风,商业航天尤其是微小卫星的春天正在来临。

  于外界而言,对于卫星的了解基本还停留在体积庞大,科技含金量高,发射成本高,由国家主导的科研项目。商业航天、微小卫星的发展完全打破了人们传统的想象。

  先看一组数据,“潇湘一号”6U结构、8公斤重、23瓦功耗,寿命半年到一年,是基于国际立方星标准的一颗微小卫星。

  这么小的卫星能干什么?任维佳的回答简洁明了,“麻雀虽小,五脏俱全。可以拿在手上的卫星,其能力已经超过了很多庞然大物。”据他介绍,与传统大卫星比,微小卫星大多是在离地表1000公里以下的低轨运行,功能与用途没有太大不同。此次“潇湘一号”上天,搭载了4项目前最尖端的试验:高精度光学稳像系统、下一代北斗信号增强试验、空间软件无线电试验平台和新型星载计算机。

  微小卫星能否在未来创造无限可能,关键看载荷。目前,天仪研究院的微小卫星可以载荷结构、电源、通信等多个模块。将多种功能模块化,然后将卫星所需的功能组合到一起。“这种按照不同需求组合卫星,有点像组合积木一般。”任维佳解释说。

  模块化,不仅可以让客户实现“私人定制”,根据需求配置不同的模块化载荷,更重要的是体量小,商业级又意味着成本低。

  “我们设计制作卫星,大量使用商业级元器件,其成本与使用航天级元器件的卫星相比低了很多。”据了解,微小卫星研发和发射的成本大幅降低,降低了一个甚至两个数量级。这对商业航天而言意味着一切,正是由于准入门槛的降低,航天的大门才得以向民营企业开放,才让全世界的商业航天得到如此蓬勃的发展。

  从大学刚开始,任维佳就一直从事航天事业,曾任职于中科院空间科学与应用总体部。这既与他所学专业有关,更重要的是,他很早就种下了航天情结。

  2015年的一天,他遇到了与他同样拥有航天情结的杨峰,两个想改变现状、尝试创业的人一拍即合,天仪研究院应运而生。他们想成全更多与他们一样拥有航天情结的人。据任维佳介绍,中国空间站曾向全国顶尖的科学家和科研院所征集科学实验需求,共征集了1000多份,然而最终通过发射卫星得到验证的只有70个。这意味着900多个科研项目最终只能停留在理论阶段,而在这背后,可能还有千千万万个团队。

  多年航天系统经历让他们十分清楚,按照传统的实验卫星发射方式,国内大量的太空科学实验难以上天验证。

  近年来,国家在民营航天产业方面持续出台政策红利,很多民营企业参与商业航天,把通信、遥感、导航等服务作为最主攻方向时,天仪研究院却义无反顾地选择瞄准少有人关注的科学实验和技术验证领域。一方面,通过市场进一步细分,避免了通信、遥感、导航等领域的激烈竞争,另一方面,实现了他们创业的初衷。

  更低的成本、更短的时间、更灵活的机制,帮助科学家完成科研成果的在轨验证,解决传统模式中存在的痛点。“这是一个近300亿美元的市场。”任维佳介绍,在近期美国权威媒体公布了去年全球航天市场的经济总量,已超过3000亿美元,其中科学实验和技术验证的占比超过10%。

  采访中,任维佳表示,先前很多媒体的注意力过分放在了自主研发卫星上,这其实是对读者的一种误导,让读者误以为,卫星研制似乎变得越来越容易,几个人的团队也可以轻松制造卫星。

  “我一直和团队说,要对行业有一颗敬畏之心”,任维佳表示,现在每走一步,都是“如临深渊,如履薄冰”。在他看来,航天事业需要工匠精神。要把在卫星研发中遇到每一个问题、每一个技术点认真做透,刨根问底,只有小心翼翼对待每一个环节,才能做出有实用价值的卫星,在性能上才能稳定。

  回忆起天仪研究院发展历程,任维佳坦言,曾经一度“”地想做出成绩。在卫星制造前期,团队发现存在总线不稳定的情况,但只要开启一些设备,情况就有所好转。这让技术团队在最开始的系统测试中疏于防备。到了后期,综合设备不停地存在各种各样的问题,而随着卫星结构不断完整,要解决问题变得越发地困难。天仪请了很多专家,加班加点对卫星进行诊断,最终发现,在早期的接口电路设计时,没有把好关,设备与设备之间的接口电路不匹配,一大笔维修的费用让任维佳团队懊恼不已。

  一个个苦头的接踵而至,让他们放弃了这种过度求快的方式。失败的经验,锻造了团队脚踏实地的工匠精神,也让天仪项目获得了北极光、国科嘉和、联想之星、长沙高新区人才基金等7家投资机构数千万元的融资。

  经历过体制内外的任维佳,明显感觉到不同。他体验着不同工作的经历,也适应着不同角色的转化。

  “商业航天更注重创造性,而且关键在于转化,实现从技术到成品到效益的转化。”他认为,商业航天是更具有实用价值的,从卫星研发到发射,最短只需3、4个月。低成本、高效率是商业卫星赖以生存的根本。

  “但并不是说商业的就是好的”,任维佳表示,科研不能完全以市场主导,有些科研成果是面向未来的,短时间内得不到市场转化,对于民营企业而言,这样的技术风险高,收益小,是无力承担研究的,是需要国家资金支持的,这种非市场化的科研成果,同样需要发展。

  与卫星研制同样困难的是发射资源获取,天仪团队在这方面具有天然优势。目前国内的卫星发射资源有限,天仪研究院的团队有航天体系的工作经历,有与国外开展航天科学试验的经验,与相关业务部门、机构都有过合作,了解与国内外相关部门、机构的合作流程,能够加快达成合作的速度。

  随着“潇湘一号”的成功发射,天仪研究院一下子备受关注,天仪发射卫星的脚步还在继续。据悉,公司初步定于明年元月,在以色列发射一颗名为“实验一号”的卫星,这颗卫星是与国外科学团队合作研制,通过商业化手段为国内外科学团队提供太空微重力实验机会。

  任维佳表示,未来天仪研究院将专注于8到10公斤、30到50公斤两种系列的卫星上,并会将这样标准化的平台做好做精。

  湘江早报北京讯 (记者 张璋)11月25日,记者走进天仪空间科技研究院北京分公司,一个大柜子引起了记者的注意。这个大的实验柜是就是科学载荷地面支撑测试系统,它仿真太空环境,为空间站设备提供准确数据检测。

  据介绍,科学载荷地面支撑测试系统参考国家空间站标准设计,冷风、冷水按照要求的流量数据,供电、风能等可调可测;各种数据还可根据实验者的需求做出调整。它能提供基本的环境检测监测条件,使空间科学实验仪器在地面可以得到更好的检测和保障,及时发现薄弱环节并且可以检测设计改进的结果,也可广泛应用于卫星等其它空间设备件测试。

  记者了解到,这个设备明年下半年将小批量投产,搬到长沙天仪空间科技研究有限公司,用于卫星地面支撑测试。

  任维佳:我认为,一方面随着技术的发展,微小卫星会越来越成为行业的主流,功能上既不会减弱,成本还将大幅减少;但另一方面,卫星也不会无限制地缩小,从目前来看,小于8公斤的卫星不具备商业价值。这也就是为什么天仪研究院会将未来的重心放在8到10公斤、30到50公斤两个系列的卫星上。

  记者:天仪研究院前段时间融资千万元,您如何看待这对小卫星产业的促进作用?

  任维佳:我认为商业航天主要不是让商业公司来干航天,而是让航天技术进到市场去。所以从这个角度来说,金融是决定商业航天成败的关键因素。天仪研究院通过首轮融资解决了启动资金的问题。安博体育其次,当公司要去争取投资、说服投资人的时候,就必须要想清楚自身的盈利模式是什么,谁来买单,应该怎样去保证盈亏平衡和盈利。第三,投资公司进来会直接督促公司进行规范化运营,这也督促公司一开始就有做好、做大的准备。第四、投资公司不光把钱拿进来,还带来了一大批的资源。

  任维佳:湖南高校资源丰富,国防科大、中南大学、湖南大学,专业人才和科研团队集聚,另外卫星行业由于其天然的敏感性,决定了这个公司虽然商业化,但政府的支撑是必不可少的。新区在产业扶持、人才政策上都给了很大力度的倾斜,给我们创造了好的环境。

  11月22日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功将天链一号04星送入预定轨道。至此,这个中心航天发射活动已突破百次,同时创造了中国航天史上多个纪录。

  西昌卫星发射中心组建于1970年12月,主要承担地球同步轨道卫星等航天发射任务,是我国发射卫星最多、对外开放最早、发射轨道最高的航天发射场。自1984年执行第一次发射任务以来,先后将100余颗国内外航天器送入太空,创造了成功发射我国第一颗试验通信卫星等中国航天史上10多个“第一”。