小卫星商业搭载发射的任务组织管理

宋永生 布向伟 周 非 魏 凯 金 鑫

小卫星商业搭载发射的任务组织管理

宋永生 布向伟 周 非 魏 凯 金 鑫

随着微电子技术的迅猛发展，小卫星市场发展势头迅猛，其结构简单、功能集中，多为星座组网工作模式，发射需求不断增多。自2013年起，在国际商业发射市场上，小卫星占卫星总数的50%以上。

目前卫星的发射主要有两种方式，一种是专属发射，所谓“包车”方式，即买下一发火箭完成发射；一种是搭载发射，类似于“搭车”，只占用火箭部分运载能力，现有小卫星的发射多采用搭载发射方式。

随着商业航天市场的逐渐开放，蓬勃发展的小卫星发射市场对运载火箭商业搭载发射组织实施提出了新的需求，需要对现有搭载任务的组织管理进行审视和优化，从而更有利于小卫星的搭载发射，促进航天产业的不断进步和市场的进一步扩大。

商业搭载发射小卫星意义重大

从国际航天发展来看，航天技术在发展到一定阶段后，商业航天市场逐渐形成规模，运载火箭逐渐具备产业化的基础，美国、俄罗斯、欧洲均引入市场机制和商业运作，通过市场竞争和民间资本促进航天技术的发展。航天商业化是技术和市场发展的必然趋势，我国运载火箭执行小卫星的商业搭载发射具有重大意义。

商业搭载发射是响应国家政策的一项重要举措。国家发展改革委、财政部、国防科工局联合下发的《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》提出：民用航天产业要服务我国“走出去”和“一带一路”战略，大力拓展国际市场。小卫星商业搭载发射风险较低，是我国运载火箭快速进入商业发射市场和走向国际市场的一条便捷途径。

商业搭载发射为小卫星提供了更多的发射机会，能够大力促进小卫星产业和商业航天的发展。小卫星多为商业卫星，不是国家任务或政府行为，在紧缺的发射资源面前，很难争取到发射机会。商业搭载发射以营利为目的，小卫星公司可在市场机制作用下，购买服务，从而为卫星提供更多的发射机会，进行卫星相关技术在轨验证，促进卫星技术和产业的发展。

商业搭载发射可有效提升运载火箭利用效率。利用火箭的多余能力来搭载额外的卫星或有效载荷，可以增加火箭的盈利空间，从而增强火箭的市场竞争力。

商业搭载发射任务组织管理的现状

目前，我国商业搭载发射尚处于起步阶段。现有卫星搭载发射主要由政府或军方主导，主星和需要搭载的小卫星往往都具有一定的政府或军事背景，搭载任务以特定的工程形式进行组织协调。与传统卫星搭载发射相比，小卫星商业搭载需要签订商业合同，有较严格和确定的交付进度，在管理模式、责任与权利等细节问题上有更明确的考虑和规定。受发射许可申请的相关政策、发射任务的属性影响，目前我国小卫星商业搭载案例很少。

商业搭载发射服务信息不通畅。国内火箭和卫星市场开发力度不够，发射服务供需双方信息均不透明。在火箭发射任务的组织中，发射可行性论证以主载荷为主，往往是在主载荷的发射方案完全敲定以后，才开始寻找可搭载的小卫星，客观上造成了火箭剩余运载能力不公开、搭载任务组织滞后的局面。由于星箭间在接口设计上技术耦合性非常高，在技术协调和计划协调上均有大量的工作要做，往往需要多轮迭代，星箭之间见面较晚，既增加了搭载星与火箭的协调难度，也增加了搭载失败的风险。

小卫星接口种类繁多、标准不统一。小卫星没有特定的目标火箭，很难开展星箭接口的标准化设计。小卫星的星箭分离装置多为卫星自带，接口种类繁多，导致星箭间接口的技术协调、机械和电气接口适应性改造工作量较大，一定程度上增加了星箭技术协调难度。在搭载任务组织中，正式的商业谈判一般都在确定搭载技术可行性后开展。搭载可行性协调周期的延长，导致任务流程中商业谈判落后于技术协调，一方面增加了搭载的成本，另一方面带来了项目执行风险。

小卫星商业搭载发射组织管理机制尚不成熟。现有成熟的卫星发射组织管理机制是基于主载荷或主任务的协调流程的，这种任务组织管理模式，往往需要很长的协调周期。小卫星的研制周期较短，用户需求时效性强，搭载需求更加灵活，要求从搭载可行性确定到实现发射的周期尽量压缩。而在现有搭载任务组织中，搭载星的可行性分析、主星与搭载星的协调、搭载星与搭载星间的协调需要并行开展，协调量成倍增加，协调周期长，协调机制不灵活。

小卫星商业搭载发射的技术协调流程有待优化。长期以来，为确保卫星发射的万无一失，确保发射后卫星能够正常工作的使用寿命，星箭双方形成了一套完整的技术协调流程，涵盖了技术协调、试验验证和发射的各个方面。小卫星体积小、重量小，星上载荷能力有限，对火箭要求与传统卫星均有差异，尤其是在环境适应性和星箭接口方面可以进行适当的优化和简化。

对商业搭载发射任务管理的建议

在卫星商业搭载发射任务组织管理过程中，火箭要面对主星和搭载星多个用户，火箭作为商业搭载发射的组织和实施者，要主动与市场接轨，发挥主导作用，从组织管理、制度制定、市场开发、接口标准制定、技术协调等多方面入手，为小卫星搭载创造有利的条件。

重视小卫星搭载发射市场。要将火箭剩余运载能力开发，实施商业搭载服务作为市场开发的重要领域之一给予关注，将小卫星的商业搭载发射纳入每发火箭发射任务策划中，形成常态化的机制。

商业搭载发射服务信息化。星箭双方要建立相关信息的发布机制，发射服务提供方要及时发布可搭载发射的要求，由卫星方选择；卫星方也可公布相关需求。未来还可以在主管部门相关网站上提前登记或注册相关信息。在卫星研制单位较多、发射服务资源较为集中的背景下，搭载卫星做好规划，积极与发射服务提供商沟通，以便发射服务提供商及时掌握需求信息，综合协调发射资源，更好提供发射服务。

商业搭载发射组织规范化、制度化。国际上已经形成在有富余运载能力的情况下，发射服务提供方有权选择进行搭载发射服务，但需经过主载荷的认可。对富余运载能力的利用不仅是发射服务提供商获利的行为，还是对目前紧缺发射资源及发射场资源的充分利用。国内目前迫切需要形成相关的制度或行业规则。

合同条款、接口文件模板化。在公布发射服务信息的同时，发布合同条款、接口文件表格化模板，用户在选择服务时，一并提交合同意向和接口约束，从而更快更便捷地开展相关技术论证和商务谈判。国外运载火箭用户手册中已出现标准化的发射任务基本需求模板，供用户进行信息填写，以便快速开展相关接口协调。

推广标准化星箭接口。运载火箭在研制时，根据一定的市场需求，会提供一型或多型标准的接口及构型。但由于商业发射需求随时变化，预先设计的构型或接口往往不能够完全适应，故需要进行适应性改进，从而增加了搭载的经济成本和时间成本。故接口标准化是发展趋势，如较常见的包带接口、立方星接口等。标准化的接口可以减少运载火箭改进工作、分离机构设计工作，也可减少技术风险。

优化组织管理流程。商业搭载发射持续时间一般最长1年，是实施项目制管理的良好土壤。针对搭载发射任务，指定项目经理，全权负责技术、计划、商务谈判，在项目制集中管理下，商业搭载发射任务前期在最短的时间内完成项目可行性论证、计划协调和合同签订，扫除技术、计划、商务风险，避免流程过长导致的项目执行风险。

优化技术协调流程。主星技术协调从意向确定开始，需要经历大量技术协调流程，周期较长，一般为18个月以上。搭载发射技术协调可能开始较晚，但必须先于主任务完成，才能保证搭载发射满足主任务各项节点要求，不受影响。对于采用标准化模块化设计的搭载卫星，其技术协调流程可大幅简化和优化，对于立方星形式的卫星希望能够压缩至3个月。（北京宇航系统工程研究所）