小卫星 大天地

文 |北京空间科技信息研究所 孙忆鸿 杨璐茜

小卫星 大天地

文 |北京空间科技信息研究所 孙忆鸿 杨璐茜

编者按

近年来，随着卫星技术的成熟以及市场需求的增加，小卫星进入快速发展期，国内外航天企业、研究机构围绕小卫星做了诸多探索，中国也不例外。2016年，中国的小卫星事业进入收获期，为此本刊记者采访了参与小卫星事业的相关专家，获得中国小卫星发展的一手资讯。

推进小卫星产业化发展

专家简介

周军，西北工业大学教授、博士生导师。现任西北工业大学精确制导与控制研究所所长、陕西省微小卫星工程实验室主任，陕西省电动伺服系统工程研究中心主任，“翱翔之星”总设计师,兼任国家863重大专项专家组成员、原总装备部卫星系统技术专业组特邀专家。长期从事飞行器精确制导与控制、航天器动力学与控制、先进控制理论与应用等方向的研究。

问：西北工业大学（以下简称“西工大”）是欧盟“QB50”项目亚洲区唯一发起单位，其地面测控站是全球三个任务控制中心之一。您怎样评价该项目？

答：这是一个很有创意的项目。首先，一句话描述就是“用很少的钱做很大的事”——即仅以800万欧元的投资就牵引了世界90多个国家、地区、单位参与，其中多数为高校，产生了巨大的国际影响。其次，该项目致力于“人类几乎未做过的事”——即探测高度在90～300km范围内的大气低热层，带动了国际立方星项目发展。

问：您认为西北工业大学作为高校在推动小卫星产业发展的进程中起到怎样的促进作用？

答：总体来看，国内做小卫星的人很多，产品种类繁多。目前，西工大专注做立方星。首先，立方星标准化、模块化程度高，便于提供定制卫星服务，西工大还参加制定了国际立方星的标准。其次，西工大广泛采用商业元器件，大力推进立方星产业化发展，以期将卫星从高端产品带入应用领域。另外，西工大注重人才培养，塑造了一批优秀科研人才。例如，翱翔系列卫星项目的参与者包括了20多名在校研究生，他们后续大多投身航天领域，以与工业从业者完全不同的思维模式开辟全新的产业发展道路。

问：西北工业大学坐落于陕西这一丝绸之路的起点，是如何推动“一带一路”战略实施的？

答：“一带一路”的核心是互联互通，当下主要投注于基础建设领域，而未来的关键则是“信息互联互通”。从打造基于传统互联网的互联互通通道到基于卫星组网的天基互联互通通道是大势所趋。西工大推进微纳卫星产业发展这一议题本身就是为建设天基互联互通通道奠定基础的工作，以期实现信息获取范围不断扩展、交互速度极大提高。

探索微纳卫星发展新途径

专家简介

金仲和，浙江大学航空航天学院教授、副院长，中国微米纳米学会常务理事，国家杰出青年基金获得者。主要研究方向为微小卫星、微机械技术、惯性传感器等，负责研制了皮星一号A卫星、皮星二号卫星。

问：浙江大学作为高校，是如何做好产学研协调发展的？

答：在与产业对接方面，我校对微小卫星的研究早期主要是学术方面的，以研究为主，与产业交流比较少。在2005年后与产业界交流有所加强。

在与产业部门交流方面，一方面，中国空间技术研究院、上海航天技术研究院曾多次派专家前来帮助我校研制微纳卫星；另一方面，我们探索新的发展途径，反过来又促进了航天部门的发展。我们长期致力于采用商业器件为主研制微纳卫星，以降低卫星成本，实现大批量生产。这条道路对航天产业来说是很有价值的。可以说，我们学校与产业部门的互动是一个双赢的过程。

在人才培养方面，我校积极鼓励学生参与微纳卫星研究和工程研制，结合工程实际培养学生，使这些学生走上工作岗位之后可以快速上手、独当一面，投身航天建设。

问：您如何看待高校在小卫星产业中的地位和作用？

答：高校在探索产业发展新途径、发展新技术方面有极大的优势。首先，高校可以以论文、报告等形式传递给产业部门最新研究成果和最前沿的思路；其次，高校在研究过程中形成的自主知识产权可以转让、转移给产业部门；此外，高校自主开发的新产品，也可以响应国家号召，由师生创办创新企业实现产业化，促进知识产权向应用的转化。

问：浙江省对高校发展航天事业或者小卫星产业提供了哪些支持？

答：浙江省政府高度重视小卫星产业发展，不断引入商业遥感、卫星应用等领域的公司，时任常务副省长袁家军曾多次到我校考察微小卫星等航空航天研究工作，杭州市政府也在引进运载火箭、航天创业公司方面做了大量努力。特别是近年来，浙江本土民营企业开始介入卫星产业，浙江省民营资本与民营企业蓬勃发展、土壤肥沃，有理由相信航天产业与浙江民营资本结合后，可为我国商业航天的发展开辟独特的道路。

小卫星也能补充北斗导航

专家简介

邓中亮，北京邮电大学教授，博士生导师，“羲和计划”室内导航系统主要负责人和学术带头人。在建立建筑空间无线定位导航基础理论、解决国际上通信网增强室内“米级”三维导航关键技术难题、构建我国广域室内外无缝高精度导航与位置服务标准及应用系统、推动北斗产业规模化应用、提升我国导航与位置服务能力等方面做出了突出贡献。

问：您觉得通信类高校应该如何加入小卫星发展产业链？

答：首先，小卫星发展的目标实际上是要支撑大数据的传输，包括通信，当然也包括遥感和其他的一些专业用途，但更多的是希望它能解决目前全球还有30亿人不能上网的大问题。因此，这里面就涉及了很多小卫星的相关技术，地面的通信技术发展到今天并不能直接搬到卫星上应用，这就意味着我们有很多关键技术要自己解决，包括众多专家介绍的相关的关键技术问题，这些都需要大家共同去探索。第二，卫星的通信并不是卫星本身的问题，还需要组网。天上的资源怎么样才能相互兼容，互相组成一个大的网络，并且与地面网对接，实现优势互补，这本身也是一个新的课题。与此同时，在这种空天地资源越来越丰富的情况下，通信到底怎么发展，也面临新的挑战。这些问题不管对高校的课题研究还是人才培养都非常重要。

问：我们关注到您之前致力于羲和系统的研究，为何会转而参与小卫星产业发展？

答：从通信网来讲，卫星或者基站是一个基点。导航本身就是基于通信来做的，不管是北斗还是GPS，都是基于通信的。我们做的工作就是将通信与导航融合到一起，做到能通信的就能导航。既然小卫星能通信，那为什么不能导航呢？我希望把所有的通信网变成导航网，同时又不影响通信。因此，我必须要研究新的通信网，这个网将来可以对北斗进行一个很好的补充，能在应用方面提供更好的服务。

标准引领小卫星规模发展

专家简介

魏永刚，现任中国航天标准化与产品保证研究院副院长、中国卫星导航系统重大专项标准化专家组组长、全国宇航技术及其应用标准化技术委员会秘书长、全国北斗卫星导航标准化技术委员会副秘书长。多年从事航天领域国家、军队和行业标准化的总体策划和规划工作，负责多项国家重大专项型号标准化工作。

问：您认为小卫星对空间经济产业有何积极影响？

答：小卫星技术成为商业航天领域炙手可热的焦点，从全球范围来看：一是行业参与者逐年增加。截至目前，国际上已经有近50个国家拥有小卫星。整个小卫星产业参与者更是不计其数。二是数量爆炸式增长。截至2015年，全球在轨小卫星（质量≤500kg）的数量为460颗，占所有在轨卫星数量比的1/3。三是商业市场潜力巨大。根据市场调查显示，仅中国小卫星行业产值就实现了年均19.84%的较快增长，超越了传统航天器制造业同期年均14.58%的增速。

那么，为什么小卫星会得到全球航天企业如此青睐，我想还是小卫星自身价值所带来的。从社会价值方面来说：小卫星降低了航天技术和市场准入门槛。 许多中小企业以及大学都相继加入小卫星研制以及运营发射的行列，一些新兴国家也依靠小卫星敲开了航天工业的大门，实现卫星发射零的突破，推动了全球航天技术的整体发展。从经济价值方面来说：据市场调查显示，2014年100kg以下卫星的全球市场规模约为7亿美元，预计到2019年会增长到19亿美元，成千上万的小卫星获得了风险投资的青睐。从技术价值方面来说：由于其低成本和快速交付的特点，小卫星经常用作实验平台进行新技术的在轨演示，通过小卫星进行验证，能够节约时间和金钱成本，并有助于提升空间技术水平。从管理价值方面来说：相对于传统卫星高可靠性要求，小卫星可以通过卫星星座、备份星等方法来实现航天活动的风险减缓，满足任务要求。

问：您认为标准对小卫星发展有何意义？

答：小卫星与大卫星在管理方式、研制模式、研制队伍的差异，最终反映在标准的差异上。小卫星产品研制成本有限，如何控制研制成本？如何降低研制风险？如何避免在轨问题？如何满足任务要求？我认为一定需要标准化。首先，小卫星的规模发展需要标准的规范。标准化能带来统一的基准，明确的要求，协调的接口。第二，参与者需要标准的引领。标准可以明确小卫星应当符合的要求，从而帮助那些计划进入航天领域的小型企业和大学快速掌握规则，进而解决他们一些困惑。第三，将我国拥有自主知识产权的先进技术内容纳入国际标准、国家标准或团体标准，都将大大促进产业技术进步。第四，可以促进小卫星的国际合作。标准是国际合作的桥梁和纽带，通过标准可以促进国际间技术交流，共同开展小卫星的研制和发射。最后，小卫星发射对空间环境保护也应有义不容辞的责任，这方面我们也需要严格执行国际规则和标准。

让航天技术进入到商业市场

专家简介

任维佳,现任长沙天仪空间科技研究院有限公司首席技术官。曾在中科院空间科学与应用总体部工作，2008年获聘载人航天应用系统结构副主任设计师，2011年获聘主任设计师，2011年起任空间专业技术室主任。

问：请您介绍一下长沙天仪空间科技研究院有限公司(以下简称”长沙天仪”)的情况?

答：长沙天仪是一个航天领域的新团队，目前在做潇湘一号卫星等系统和产品。长沙天仪是2015年5月注册，公司的方向明确定位于为基于微小卫星的空间科学实验和技术验证服务业务。从2015年8月开始做卫星，同步在商业市场上进行商业融资，2016年7月完成天使轮融资，计划2016年11月首发试验星，同时公司规划的业余天文星计划于2017年6月发射。公司成立的时候就明确做商业化的微小卫星服务业务，定位为大众提供商业化、低成本、快速响应的太空科学实验和技术验证服务。公司的愿景是“让航天变得触手可及”，即希望通过改变现有模式，把原来极端高大上的卫星产业，通过我们的努力，推向大众，让一般的大中小学、个人、小公司都能够与卫星亲密接触。

问：请您谈谈潇湘一号卫星的情况？

答：长沙天仪注册在湖南，所以潇湘一号卫星是湖南省的第一颗卫星。潇湘一号是基于立方星体制的一颗微小卫星，6U结构，质量约8kg，23W的功耗，测控是特高频（UHF）链路，有16Mbit/s的数传速率，寿命半年到一年左右。潇湘一号卫星目前已经进入了最后的集成测试，计划2016年年内发射。

（注：潇湘一号已于2016年11月10日发射。）

问：您本人如何看待金融对小卫星产业的促进作用？

答：由于长沙天仪做的是商业航天，是商业化微小卫星公司。首先，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商业市场去。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。走商业航天不再靠政府投入，那启动资金从哪里来？长沙天仪通过首轮融资解决了启动资金的问题。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，赢得盈利。第三，投资公司进来会直接督促公司进行规范化运营。从一开始长沙天仪就不是小打小闹，必须要有大的市场，看到良好的前景，才可能融到资。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。比如，长沙天仪有7家投资公司，每个公司建一个群，群里有一批创业公司，或者是已经上市的公司，这里面都有大量的资源。而且，这些公司都是商业市场里的，能促使长沙天仪更快地融入到商业市场中去。