近日，第九屆中國（國際）商業(yè)航天高峰論壇期間，中國航天科工集團(tuán)空間工程總體部在武漢國家航天產(chǎn)業(yè)基地衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園召開發(fā)布會(huì)，宣布正式啟動(dòng)超低軌通遙一體星座建設(shè)，首發(fā)星計(jì)劃2023年12月發(fā)射。
用戶看得更清、看得更快、看得更懂
“國家高度重視太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通信、導(dǎo)航、遙感融合是未來的前沿發(fā)展方向。”空間工程總體部超低軌通遙一體星座總設(shè)計(jì)師張楠接受湖北日?qǐng)?bào)全媒記者專訪時(shí)表示。
據(jù)中國航天局?jǐn)?shù)據(jù)，我國現(xiàn)有超200顆遙感衛(wèi)星在軌。面對(duì)更高分辨率、更短重訪周期和信息即時(shí)直達(dá)用戶等需求，空間工程總體部充分發(fā)揮自身在小衛(wèi)星、低軌通信、智能制造等方面的綜合優(yōu)勢(shì)，提出并啟動(dòng)超低軌通遙一體星座建設(shè)項(xiàng)目。
超低軌道通常指150km—300km高度的軌道，相較傳統(tǒng)軌道具有“距地高度低、空間輻照低、碎片數(shù)量低、大氣密度高”特點(diǎn)。
“超低軌道動(dòng)力學(xué)環(huán)境復(fù)雜，需要抵消衛(wèi)星軌道高度由于更高的大氣阻力而快速衰減的影響。”張楠認(rèn)為，盡管超低軌道長(zhǎng)期運(yùn)行需要面對(duì)諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，但其也蘊(yùn)含超高價(jià)值，包括因軌道高度下降，使其對(duì)地“遙感”變?yōu)椤敖恕保邆溆行лd荷成本低、通信時(shí)延小、用戶終端小型化等優(yōu)勢(shì)。
張楠介紹，超低軌通遙一體星座旨在打造“感、傳、算”一體的超低軌星座及其應(yīng)用系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)分米級(jí)精準(zhǔn)“感”知、分鐘級(jí)實(shí)時(shí)“傳”輸?shù)耐瑫r(shí)，通過先進(jìn)星載智能處理、星端直連、星間通信實(shí)現(xiàn)空間信息直達(dá)用戶終端，在滿足搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)急調(diào)度等重大行動(dòng)對(duì)關(guān)鍵信息迫切需求的同時(shí)，建立面向衛(wèi)星直連大眾用戶的數(shù)字經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)。
“星座建成后，空間分辨率將達(dá)到0.5米，而且省去地面集中處理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，用戶將看得更清、看得更快、看得更懂。”張楠說。
2030年完成300顆星在軌組網(wǎng)運(yùn)行
“超低軌星座可實(shí)現(xiàn)同等分辨率下光學(xué)載荷重量、成本降低50%，SAR載荷重量、成本降低40%。目前美國、日本、歐洲等均已啟動(dòng)相關(guān)商業(yè)或科學(xué)探空活動(dòng)。”張楠說。
根據(jù)空間工程總體部發(fā)布的建設(shè)計(jì)劃，超低軌通遙一體星座將按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施、逐步完善的原則分三階段實(shí)施，同時(shí)聚焦創(chuàng)新性突出、具有科學(xué)研究或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，面向社會(huì)征集搭載載荷，目前已與國家林草局、國家災(zāi)研院等多家用戶開展深度交流，達(dá)成初步合作意向。
在技術(shù)與業(yè)務(wù)驗(yàn)證階段，計(jì)劃2023年完成超低軌通遙一體星座首發(fā)星發(fā)射，2024年完成9星業(yè)務(wù)驗(yàn)證星簇發(fā)射，同時(shí)完成衛(wèi)星數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建即時(shí)ToC遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用示范系統(tǒng)，提供1天級(jí)服務(wù)響應(yīng)能力和信息直達(dá)用戶大眾；在規(guī)模組網(wǎng)階段，計(jì)劃2030年完成300顆星在軌組網(wǎng)運(yùn)行，形成全球15分鐘響應(yīng)能力；在融合發(fā)展階段，完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面建設(shè)，達(dá)到全球范圍10分鐘以內(nèi)的即時(shí)業(yè)務(wù)響應(yīng)和服務(wù)能力，助推空間經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為全面建設(shè)航天強(qiáng)國提供重要支撐。
“衛(wèi)星要順利完成大規(guī)模組網(wǎng)，主要依托我們的智能衛(wèi)星生產(chǎn)線，現(xiàn)在這條生產(chǎn)線具有年產(chǎn)200余顆衛(wèi)星的能力，是我們星座構(gòu)建的巨大產(chǎn)能支撐。”張楠說。
2021年5月，在武漢國家航天產(chǎn)業(yè)基地，我國首條小衛(wèi)星智能生產(chǎn)線完成建設(shè)并實(shí)現(xiàn)第一顆衛(wèi)星下線。該產(chǎn)線全程數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程人員生產(chǎn)效率提升三倍以上，單星生產(chǎn)周期縮短80%以上，既可以實(shí)現(xiàn)單顆衛(wèi)星定制研制生產(chǎn)，也能滿足規(guī)模化生產(chǎn)的需求。
據(jù)悉，目前超低軌通遙一體星座首發(fā)星已完成正樣產(chǎn)品設(shè)計(jì)與投產(chǎn)，將搭載光學(xué)遙感相機(jī)、星載智能處理設(shè)備、原子氧探測(cè)器等有效載荷，計(jì)劃12月發(fā)射。
讓衛(wèi)星方可以像逛超市一樣選擇火箭
作為我國現(xiàn)役發(fā)射次數(shù)最多的固體運(yùn)載火箭，“湖北造”快舟一號(hào)甲是此次論壇上的“明星”產(chǎn)品。
中國航天科工科技委副主任張兆勇介紹，航天科工集團(tuán)持續(xù)推進(jìn)快舟固體運(yùn)載火箭系列化發(fā)展，快舟一號(hào)甲運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)常態(tài)化發(fā)射，已圓滿完成18次發(fā)射任務(wù)，成功將34顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。快舟十一號(hào)運(yùn)載火箭于2022年發(fā)射成功，火箭運(yùn)載能力進(jìn)一步提升。
航天科工火箭技術(shù)有限公司總體專業(yè)副總設(shè)計(jì)師范威介紹，國內(nèi)具備較成熟的固體火箭技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，其研發(fā)周期短、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小、發(fā)射場(chǎng)保障要求低，可滿足當(dāng)前絕大部分微小衛(wèi)星發(fā)射需求，從商業(yè)角度也更能滿足初創(chuàng)公司發(fā)展需求。
“隨著液體可重復(fù)使用火箭的出現(xiàn)，固體火箭逐漸面臨發(fā)射成本和發(fā)射頻次上的挑戰(zhàn)，市場(chǎng)地位和市場(chǎng)份額將受到嚴(yán)重影響。”范威認(rèn)為，未來固體運(yùn)載火箭發(fā)展理念應(yīng)結(jié)合固體火箭優(yōu)勢(shì)，瞄準(zhǔn)對(duì)時(shí)效性和定制化要求較高的微小型衛(wèi)星細(xì)分發(fā)射市場(chǎng)，同時(shí)通過大規(guī)模批量生產(chǎn)不斷降低發(fā)射成本。
“高頻次密集發(fā)射的前提，是火箭具備‘去任務(wù)化’‘一鍵測(cè)發(fā)’功能以及標(biāo)準(zhǔn)化星箭接口。”范威建議，未來商業(yè)發(fā)射任務(wù)履約模式，可朝著“火箭超市”的模式不斷演變，“提前大規(guī)模生產(chǎn)火箭、貯存火箭，讓衛(wèi)星方可以像逛超市一樣選擇火箭。”
瞄準(zhǔn)微小衛(wèi)星快速發(fā)射和補(bǔ)網(wǎng)需求，快舟一號(hào)甲火箭憑借車載機(jī)動(dòng)發(fā)射方式，創(chuàng)下同一型號(hào)運(yùn)載火箭在同一發(fā)射場(chǎng)6小時(shí)內(nèi)連續(xù)成功發(fā)射的紀(jì)錄，是國內(nèi)唯一一款已在酒泉、太原、西昌三大發(fā)射場(chǎng)均成功執(zhí)行過發(fā)射的固體運(yùn)載火箭。今年下半年，快舟一號(hào)甲火箭將完成7次到8次發(fā)射任務(wù)。
論壇召開期間，火箭公司對(duì)外宣布快舟十一號(hào)運(yùn)載火箭2023—2024年底運(yùn)載能力余量，邀請(qǐng)客戶“訂艙”。據(jù)了解，快舟十一號(hào)火箭運(yùn)載系數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，可更好匹配中短期微小衛(wèi)星快速發(fā)射和組網(wǎng)需求。
