当鞋盒大小的卫星冲上太空

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  高恩宇的微信头像是一粒漂浮在宇宙中的水滴,这是刘慈欣所著的科幻小说《三体》里的致命武器。他喜欢穿一件藏蓝色的飞行员夹克,这件衣服设计的特别之处在于,胸口处有一枚尼龙粘扣,可以随意粘贴不同的徽章。这也是他每回去酒泉发射场观看卫星发射时的战服,徽章会随着每次发射卫星的代号不同而变换—为每一次太空任务专门设计制作任务徽章是航天人的传统。
  2017年8月,他创建了卫星公司微纳星空。这是一家从事微纳卫星系统研发制造,自主研发微纳卫星平台和核心组件的航天科创公司。2018年,微纳星空成功完成了3星交付发射,并于同年12月获得近亿元的战略投 资。在创业之前,高恩宇在中国航天系统从事火箭、卫星的总体设计。
  微纳星空的办公室位于北京西北郊的中国航发大厦,这里距离中国航天的“神经中枢”北京航天城只有一站公交车的距离。微纳星空拥有3间联通的实验室,在最里面一间需要无尘操作的实验室正中,摆放着一颗正在总装测试的卫星,星上软件测试也在同步展开。
01 企业家们正计划将大量低成本卫星送入轨道。

  上天之前,每一颗卫星通常需要24小时不间断地在实验室运转小半年的时间,以便抓住瞬间闪现的软件故障进行修复。之后还要再经过一组模拟火箭发射和太空环境的硬件系统测试,才可能最终完成卫星研制,运送到发射场,装载在火箭上发射。在到达指定轨道后,这颗卫星每天将有两次机会飞跃中国国境,这时候还需要通过遍布全国各地的测控站传回卫星信息,以监测卫星的稳定性,并传回数据用于科学研究。
  自苏联和美国于60年前开始将火箭送上轨道以来,人类和太空之间的关系正在以无法预见的方式发生变化,而人造卫星是目前发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。
  不同于以往人们对于卫星的认知—正常卫星大约有一辆公交车那么大,重量大约有3200公斤—微纳星空的卫星体积仅一个鞋盒大小,重量在10公斤左右,被称为“微纳卫星”。过去几年,美国卫星公司Planet Labs已经将鞋盒大小的数百颗卫星发送到绕地轨道上,并命名为“鸽子卫星”(Dove),每颗卫星都搭载了经过编程的高倍望远镜和摄像头。它们被送入轨道,组成庞大的卫星群,用来观测地球的不同区域。
  卫星制造公司通过生产、销售卫星实现盈利,卫星运营公司借助卫星群送回的地面影像图和数据开发出了更多的商业模式,比如对冲基金拿来观察大型商超门前的停车位,以评估购物旺季的客流量;农场主会用来评估农作物的健康状况,预估理想收割时间;间谍们用来监控军事扩张和跟踪活动。
  多亏了现代软件、人工智能技术、电子工业和材料的进步,以及一代雄心勃勃、立志打破常规的企业家,以卫星为核心,贯穿卫星发射、卫星制造、卫星运营的产业链已经开始在中国形成。2018年,中国商业太空领域出现了两百多家卫星公司、火箭公司、载人飞行公司。与此同时,原有的老玩家也纷纷获得新融资,并且兑现了讲过的故事,2017年中国发射的商业卫星数量只有8颗,到了2018年已经发射了40多颗。
02 天仪研究院CEO杨峰。

  確切来说,这轮卫星发射热潮得益于国家的政策红利。2014年《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》发布,在军民融合政策的影响下,2015年出现了第一批民营航天公司。曾经资本因为投入周期长、资产重对这个行业望而却步,但在大洋彼岸,一场卫星小型化的浪潮早就在旧金山湾区和加州山景城之间发生。Planet Labs、OneWeb等创业公司因为微小卫星研制周期短、研制成本和发射成本低、发射方式灵活等诸多优点,打破了过去几十年传统航天业的固有商业模式,也让中国的投资人开始对这个行业有了兴趣。
  “传统的卫星造价也要超过几亿美元了,但对于我们这些卫星应用公司来说,是否能在轨运行十年并不重要。我们希望卫星既便宜,又可以标准化,如果10颗小卫星通过组网可以实现,对我们来说就足够了。”张弓说。他曾经是美国国家航空航天局(NASA)的科学家,负责气象和遥感数据处理,现在是创业公司佳格天地的CEO。这家公司通过购买和合作两种渠道获得空间遥感卫星的数据,用以实现对农作物耕种面积的预测、适宜区规划、自然灾害和病虫害的预测预警等,进而通过农作物的估产延伸至农业保险费用厘定、农业贷款评估等金融服务。
  对于一家初创的民营卫星公司来说,从小卫星做起意味着更低的成本和更快的研发周期。
  卫星本质上是一个计算机,通过星务、电源、测控和数传、结构、热控和姿轨控六大系统,来感知当前的方位、温度、太阳的位置,调整自身的工作方式,就像一辆漂浮在太空中的自动驾驶汽车。想要产品化必须像Planet Labs一样搭建出属于自己的卫星平台,把卫星制造从体制里的定制化生产改造成工业化生产。
  2017年年底,微纳星空拿到了第一颗卫星的订单,这是一颗以科研为目的的10公斤级卫星。卫星的研发总共花费了10个月,首先需要通过电性星验证几个单机零件是否匹配,把软件跑通;之后再做一套初始样件,对这台与上天的卫星差不多的设备做“过实验”(overtesting,过度实验),在温度、速度、重力作用等极限状态中测试;最后才能进入正样阶段,制造真正要上天的产品。

2017年全球卫星产业收入结构

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