走進(jìn)科技園區(qū)，探訪科技創(chuàng)新企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，感受科技魅力。北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)政務(wù)新媒體推出《近距離》專(zhuān)欄，帶大家通過(guò)實(shí)地探訪，與高科技進(jìn)行親密接觸。

今天，我們來(lái)到第二十站：中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟。

逐夢(mèng)航天，探索宇宙，從古至今，中國(guó)人從未停止對(duì)日月星辰的探索。近幾十年，在無(wú)數(shù)航天人的共同努力下，嫦娥探月、天問(wèn)問(wèn)天、神舟逐夢(mèng)、北斗環(huán)宇……我國(guó)航天事業(yè)實(shí)現(xiàn)歷史性跨越。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，一種以市場(chǎng)為主導(dǎo)、具有商業(yè)盈利模式的航天活動(dòng)逐漸進(jìn)入大眾視野——商業(yè)航天。

2014年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新重點(diǎn)領(lǐng)域投融資機(jī)制鼓勵(lì)社會(huì)投資的指導(dǎo)意見(jiàn)》，鼓勵(lì)民間資本參與商業(yè)航天。2015年，隨著商業(yè)航天“元年”的到來(lái)，以航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)、中科院等為代表的“國(guó)家隊(duì)”和以星河動(dòng)力、天兵科技等為代表的民營(yíng)航天企業(yè)紛紛布局商業(yè)航天，覆蓋衛(wèi)星制造、商業(yè)發(fā)射與測(cè)運(yùn)控、衛(wèi)星應(yīng)用與服務(wù)等商業(yè)航天上下游產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。

星河動(dòng)力，讓太空資源融入生活

2023年9月5日17時(shí)34分，星河動(dòng)力航天公司于山東海陽(yáng)及附近海域圓滿(mǎn)完成谷神星一號(hào)海射型遙一運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)。這是我國(guó)民營(yíng)火箭公司首次開(kāi)展海上發(fā)射任務(wù)并取得成功。作為中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟理事單位，星河動(dòng)力于2018年成立，至今已成功完成9次固體發(fā)射任務(wù)，成功將來(lái)自15家客戶(hù)單位的33顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射場(chǎng)地也實(shí)現(xiàn)從陸地到海洋的拓展。

“谷神星一號(hào)”模型

航天產(chǎn)業(yè)天生具有“三高一長(zhǎng)”的特點(diǎn)，即高風(fēng)險(xiǎn)、高收入、高回報(bào)和長(zhǎng)周期。因此，星河動(dòng)力成立之初便堅(jiān)持以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，開(kāi)展科技創(chuàng)新及產(chǎn)品研發(fā)，從而設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足用戶(hù)“性?xún)r(jià)比高、發(fā)射成本低、準(zhǔn)確履約”要求的產(chǎn)品。

針對(duì)通信、導(dǎo)航、遙感、在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的300公斤以下微小型衛(wèi)星所需的特定軌道、發(fā)射時(shí)間及發(fā)射窗口要求，星河動(dòng)力選擇采用輕小型火箭固體制造路線。以公司第一款固體運(yùn)載火箭“谷神星一號(hào)”為例，其為四級(jí)輕型商業(yè)運(yùn)載火箭，其中一、二、三級(jí)采用固體動(dòng)力，四級(jí)采用軌道控制和姿態(tài)控制一體化液體動(dòng)力，運(yùn)載火箭直徑1.4米，全長(zhǎng)約20米。

3D打印發(fā)動(dòng)機(jī)

“谷神星一號(hào)”研發(fā)中創(chuàng)新采用3D打印軌控發(fā)動(dòng)機(jī)，將閥門(mén)集成化管路連接點(diǎn)減少了30%，大幅提升了可靠性；此外，采用70%復(fù)合材料，將傳統(tǒng)的金屬艙段升級(jí)為四級(jí)一體化復(fù)材艙，為火箭成功“瘦身”70千克。

在此次執(zhí)行海上發(fā)射任務(wù)時(shí)，公司首次采用非火工鎖緊釋放機(jī)構(gòu)，滿(mǎn)足火箭海上發(fā)射技術(shù)難度高的要求。這種鎖緊機(jī)構(gòu)采用金屬鎂制作，充分利用金屬鎂常溫狀態(tài)下的強(qiáng)拉接力及高溫時(shí)融化的特性，在降低海上發(fā)射成本的同時(shí)，保證了任務(wù)的圓滿(mǎn)完成。

火箭垂直回收技術(shù)

而針對(duì)包含大量衛(wèi)星的星座發(fā)射所具有的發(fā)射需求集中，且需要在同一時(shí)間及窗口發(fā)送至同一軌道的特點(diǎn)，小型輕型火箭顯然難以滿(mǎn)足需求。因此，針對(duì)這一類(lèi)發(fā)射任務(wù)，公司探索采用液氧煤油中大型重復(fù)運(yùn)載火箭技術(shù)路徑，既保證重復(fù)使用，又大幅降低成本。以“智神星一號(hào)”為例，其一級(jí)采用七臺(tái)“蒼穹”液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，二級(jí)采用單臺(tái)“蒼穹”液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)最高約25次回收再利用。由于工藝難度較大，目前，液體火箭仍處于地面測(cè)試實(shí)驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)明年6月執(zhí)行第一次飛行任務(wù)。

基于完成的產(chǎn)品體系，公司目前已建立從總體到單機(jī)到試驗(yàn)的完整體系能力覆蓋，包括六大核心設(shè)計(jì)能力、三大關(guān)鍵試驗(yàn)?zāi)芰Α⒁豁?xiàng)試制試裝配能力，全面掌握三十余個(gè)關(guān)鍵分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

“商業(yè)公司的任務(wù)就是把國(guó)家探索出的前沿科技能力，以一種更加低成本、經(jīng)濟(jì)化、商業(yè)閉環(huán)的方式呈現(xiàn)出來(lái)。并通過(guò)商業(yè)閉環(huán)，從底層形成對(duì)國(guó)家新一輪前沿科技研發(fā)強(qiáng)有力的支撐，實(shí)現(xiàn)技術(shù)研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)化、技術(shù)盈利，最終反哺國(guó)家?！毙呛觿?dòng)力副總裁夏東坤表示，“在這種方式里，‘國(guó)家隊(duì)’、商業(yè)公司，缺一不可?！?/p>

為航天器安全高效運(yùn)行“保駕護(hù)航”

成功將衛(wèi)星發(fā)射到預(yù)定軌道后，還需做好衛(wèi)星的運(yùn)營(yíng)管理。

如果將不同軌道的衛(wèi)星比作在天上運(yùn)行的一輛輛出租車(chē)，那么發(fā)射衛(wèi)星的機(jī)構(gòu)及企業(yè)不僅需要隨時(shí)掌握衛(wèi)星的健康狀態(tài)、運(yùn)行情況，還需要遠(yuǎn)程操控衛(wèi)星完成預(yù)定任務(wù)。作為聯(lián)盟理事長(zhǎng)單位的中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院航天海鷹衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)事業(yè)部便提供了這樣的衛(wèi)星測(cè)控一體化平臺(tái)。

公司打造了以商業(yè)航天地面服務(wù)網(wǎng)、衛(wèi)星資源共享服務(wù)平臺(tái)、“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)+”生態(tài)為主的“一網(wǎng)一平臺(tái)一生態(tài)”衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)服務(wù)體系，面向衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)、社會(huì)應(yīng)用等領(lǐng)域，開(kāi)展一站式衛(wèi)星托管服務(wù)、信息增值服務(wù)等。目前，業(yè)務(wù)主要面向遙感衛(wèi)星，通過(guò)為不同用戶(hù)的托管衛(wèi)星提供適配端口，幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的管理和運(yùn)營(yíng)。

衛(wèi)星測(cè)控一體化平臺(tái)

依托于衛(wèi)星測(cè)控一體化平臺(tái)獲得的數(shù)據(jù)，公司進(jìn)一步打造即時(shí)遙感服務(wù)體系，將衛(wèi)星獲取的信息通過(guò)無(wú)人機(jī)、地面?zhèn)鞲衅鞯忍旎?、空基、地基網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)傳輸，從而用于城市各領(lǐng)域監(jiān)測(cè)。目前，已在常熟、威海等地用于冬小麥、西洋參等農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)，以及工廠、城市沉降等的監(jiān)測(cè)，助力智慧城市建設(shè)。

同樣為衛(wèi)星運(yùn)行保駕護(hù)航的還有來(lái)自聯(lián)盟理事單位北京開(kāi)運(yùn)聯(lián)合信息技術(shù)集團(tuán)股份有限公司研發(fā)的ADS太空數(shù)據(jù)平臺(tái)。

自1957年人類(lèi)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星到現(xiàn)在，全球目前已經(jīng)發(fā)射9000多顆人造衛(wèi)星；地月間的衛(wèi)星、隕石、火箭殘骸、碎片等目標(biāo)達(dá)60000多顆，其中10厘米以上可編目的空間目標(biāo)2.6萬(wàn)多顆。如此多的空間目標(biāo)，65年以來(lái)，衛(wèi)星存在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)次數(shù)達(dá)60多萬(wàn)次，為衛(wèi)星和空間站的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

ADS太空數(shù)據(jù)平臺(tái)

防范航天器安全風(fēng)險(xiǎn)

那么，如何像在地面為行駛車(chē)輛提供實(shí)時(shí)預(yù)警一樣為衛(wèi)星、航天器、空間站等目標(biāo)提供預(yù)感知服務(wù)，有效防范安全風(fēng)險(xiǎn)呢？開(kāi)運(yùn)集團(tuán)基于自建的全球范圍內(nèi)的太空目標(biāo)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)打造了ADS太空數(shù)據(jù)平臺(tái)。平臺(tái)通過(guò)光學(xué)監(jiān)測(cè)站實(shí)現(xiàn)地對(duì)空的太空目標(biāo)數(shù)據(jù)采集，可對(duì)10厘米以上可編目的2.6萬(wàn)多顆太空目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而提供碰撞預(yù)警服務(wù)。此外，平臺(tái)還包含歷史及現(xiàn)在的太空目標(biāo)數(shù)據(jù)，并可根據(jù)太空目標(biāo)的兩行根數(shù)進(jìn)行軌道計(jì)算，預(yù)報(bào)未來(lái)7天內(nèi)過(guò)境臨空的空間目標(biāo)，還可顯示太空數(shù)據(jù)的發(fā)展進(jìn)程、研究熱點(diǎn)及未來(lái)趨勢(shì)。

與此同時(shí)，基于大量太空目標(biāo)數(shù)據(jù)，公司于2022年被評(píng)為國(guó)家首批數(shù)字資產(chǎn)試點(diǎn)單位，不僅可以出具衛(wèi)星全方位運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)告，為銀行信貸審批提供依據(jù)，還可為保險(xiǎn)公司提供參保衛(wèi)星的數(shù)據(jù)依據(jù)，助力“航天+金融”模式的有效發(fā)展。

近年來(lái)，隨著國(guó)家政策的大力支持、地方政府的積極引導(dǎo)，我國(guó)商業(yè)航天發(fā)展環(huán)境日趨完善，據(jù)預(yù)測(cè)，2025年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2.8萬(wàn)億元，成為新的萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)。為進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，2021年1月，在北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)的重點(diǎn)支持下，中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟正式成立。聯(lián)盟以中國(guó)航天科工集團(tuán)三院為理事長(zhǎng)單位，匯集航天東方紅衛(wèi)星有限公司、北京空間科技信息研究所、北京星際榮耀空間科技有限公司等32家理事單位，旨在打造政府信得過(guò)、企業(yè)真需要、行業(yè)離不開(kāi)的社會(huì)組織平臺(tái)，攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，共筑商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。

從制造到應(yīng)用，從初現(xiàn)雛形到催生業(yè)態(tài)，商業(yè)航天未來(lái)已來(lái)。我們不難想象，未來(lái)，商業(yè)航天將在衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感、太空資源開(kāi)采等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，而天地往返、空間運(yùn)輸、太空資源開(kāi)發(fā)也將走入“尋常百姓家”，更多太空資源輕松融入我們的生活不再是夢(mèng)。

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