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“深圳造”卫星升空 深企加速布局卫星产业

时间:2016年08月26日 信息来源:南方日报 点击: 【字体:

近日,中国古代哲学家墨子在时隔千年之后火了一把。


8月16日凌晨,中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,掀起了一次舆论狂欢,公众的关注焦点又一次放在了卫星上。航天的发展是一个国家实力的象征,一直以来,中国的卫星研发、制造等资源都汇聚于北京、上海等城市,华南城市鲜有参与相关工作。


但事实上,卫星产业发展之火已在南粤大地燎原。去年9月,深圳航天东方红海特卫星有限公司(下称“深圳东方红”)全程在深圳研发设计、总装制造的开拓一号发射升空。作为真正意义上“深圳制造”的卫星,它刷新了深圳航空航天产业跨越式发展的图景,更代表了整个华南地区的卫星研制水平。


深圳已然成为具有整星研制能力的城市。现在,越来越多的太空梦想开始从深圳起飞。


深圳开放创新实验室正筹划建立太空创客联盟;中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院于本月揭牌成立;华讯方舟、光启等深圳创新企业也率先布局卫星产业;下一颗“深圳制造”的卫星可能于年底升空……有专家预测,随着国内民间机构和创客对太空的不断探索,太空、航天将成为下一个民间可参与的新领域。


产业链带动 深圳渐成中国航天发展重镇


“中国航天选择深圳发展航天事业,是具有战略意义的。”深圳“感悟力”超前,“有的城市对卫星技术的理解上不去”。


8月24日,周三早晨,深圳南山科技园的上班族如往常一样,匆忙奔向各个写字楼。在成片写字楼之间,有一栋造型独特的大厦,位于此处的公司不像此间的其他公司把重心放在互联网,而是专注于制造高科技含量的“硬货”——卫星。


这听起来有些不可思议,也和科技园的整体氛围有些“不搭”。但事实是,数颗卫星正在这栋大厦里面总装装配,研发人员正紧张工作着,对它们进行综合测试。


与此同时,在距离地球524公里的太空轨道上,开拓一号正在轨道上正常运行。去年,它拍摄的北极维利基斯基海峡区域等卫星图像,为中国“雪龙号”极地科考提供了有力的信息支撑。


开拓一号由深圳东方红研发、制造,其采用的星上产品主要由深圳本地企业提供。深圳东方红是上述建筑——深圳卫星大厦的拥有者。在大楼内,深圳东方红建成了集系统研发、总体设计、总装、测试和试验为一体的微小卫星研制中心,以及国家CNAS实验室认证,不仅能够开展卫星研制,也能利用航天技术服务其他行业。这栋大楼,承载着深圳乃至整个华南地区的“太空梦”。


去年底,中国航天科技集团公司与深圳市人民政府签署战略合作框架协议,助力深圳建成现代化国际化创新型城市。前者将利用卫星制造能力与卫星运营优势,结合深圳在信息网络技术领域完善的产业链条与装备制造能力,加快微小卫星研发制造基地建设,支持深圳东方红联合国内外高校及深圳市相关企业,打造国家级的微小卫星工程研究中心。


据了解,微小卫星具有技术含量高、研制周期短、研制经费低的特点。


早在2008年,中国航天科技集团公司第五研究院控股的中国卫星,便联合深圳航天科技创新研究院和哈尔滨工业大学,成立了深圳东方红。它们的愿景是,在深圳建立微小卫星研制基地,形成宇航产品制造到航天技术应用产业链,引领我国微小卫星领域的技术创新和发展。


为何深圳能朝着航天重镇的方向发展?


“中国航天选择深圳发展航天事业,是具有战略意义的。”一位熟悉深圳航天事业发展的业内人士告诉记者,卫星产业落户深圳,能更好地带动深圳相关产业链的发展,在促进地方经济的同时,还能提升深圳的航天地位。


深圳好在哪里?“这座城市经济发展迅猛,对高科技技术认可度高,加工制造水平全国领先,低成本卫星所需配套的上下游产业链在这里容易找到”。在上述业内人士眼中,深圳“感悟力”超前,“有的城市对卫星技术的理解上不去”。


对此,薛力军表示赞同:“深圳的市场化程度更高,企业的竞争和服务意识较其他城市更强,反应也更快”。薛力军是开拓一号卫星项目负责人,也是深圳东方红总经理助理、项目经理、项目技术经理,他全程负责了开拓一号的研发制造。


他说,航天产业所需产品在数量上不占优势,一颗卫星所需的某个零配件可能仅需采购几台,“这对于企业似乎没有任何资金回报的意义,但深圳企业仍愿意做,一是可以摸清产品技术底线,挖掘产品潜力,提高研发人员技术水平;二是产品一旦拥有了航天应用背景,可以带来一定广告效应”。


薛力军说,未来几年,将会有更多的“深圳制造”卫星在太空发声。


生态圈提升 本土创新企业布局卫星产业


深圳许多创新型企业紧跟科技脚步,对卫星相关产业进行布局。华讯方舟正规划建设一个拥有108颗遥感卫星小网络。“届时,可以实现0.5米范围、10分钟对地球整个扫描一遍。”


设想这样一副场景:打开手机地图,你能看到所在城市的实时卫星高清图像;城市发生安全事故,政府和民众能第一时间获知事故的详细信息,并迅速疏散;不管汽车行驶在群山、草原亦或是沙漠,你的手机信号都能保持满格甚至可以连接WiFi上网。


这些场景在不远的将来都将实现。“单颗微小卫星在性能上不及传统卫星,但由于它体积重量小、成本相对低,更容易进行组网,布成‘星座’,这样一来在时间的更新率和空间的覆盖率上就要优于传统卫星,信息传输的实效性也大幅增加。”薛力军说。


让微小卫星组网、编队构成“星座”,是国内这一产业的发展方向,以美国为代表的航天大国早已开始布局,后者商业化、产业化的步子更早,也更快。去年1月,美国OneWeb公司宣称计划建造并发射648颗轻量级、低轨道、低延迟的卫星;同年9月,美国SpaceX公司CEO提交申请,希望发射4000颗近地轨道卫星,以提供免费互联网服务。


深圳许多创新型企业同样不满足于现状,他们紧跟科技脚步,对卫星相关产业进行布局。


今年以来,宝安区就以华讯方舟“中国天谷”项目为基础,相继吸引了微软(中国)、亚太卫星、航天新商务等项目进驻,力求打造卫星通讯千亿级产业集群。在卫星通信方面,华讯方舟正规划建设一个拥有108颗遥感卫星小网络。“届时,可以实现0.5米范围、10分钟对地球整个扫描一遍。”今年4月,华讯方舟创始人吴光胜接受媒体采访时说。


相比之下,光启涉足卫星产业更早一些。光启相关负责人告诉记者,2011年10月,光启就在国家“十二五”863专项计划的支持下研制出了世界第一款超材料超薄平板卫星通信天线。“光启的超材料平板天线为通用产品,即可以使用赤道上空36000公里的任一颗Ku频段卫星。未来,光启将一直关注微小卫星行业发展,目前正在研发相关产品。”该负责人说。


8月10日,中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院(下称“研究院”)揭牌成立。研究院负责人透露,研究院成立的第一个项目是“遥感卫星应用综合服务网络平台”,总投资约5亿元。“未来,研究院或将推动建立深圳系列遥感小卫星群(‘深圳一号’卫星星座),建设一个‘卫星谷’产业集聚发展区,用3至5年的时间形成核心企业群”。他告诉记者。


薛力军说:“我们一直希望在深圳建立起航天产业链配套体系,但效果不尽如人意,目前我们只能找到一个一个的点,卫星所用的产品提供商较为松散,标准也不统一,没有真正串成链”。


在他看来,产业链的不完善导致行业潜能未得到完全释放,微小卫星距离产业化仍有很长的一段路要走,“一方面企业提出建设数百颗卫星的星座群,这个愿景很宏伟;但另外一方面研制卫星的企业步子又不够快,还停留在单颗应用的阶段”。供给方和需求方脱节严重,他建议政府做好“媒婆”,促进双方有效沟通,共同推进产业发展。


人才或成瓶颈 微小卫星产业希望与挑战并存


“碰到问题无从下手,解决问题能力很差,这种现象不光发生在卫星研制企业上,深圳许多电子自动化企业也面临着同样的烦恼”


毋庸置疑,微小卫星为国内外航天事业发展探出了一条新路,也让大众有了参与这项“高大上”事业的机会。以开拓一号为例,其系统性地采用了大量工业现货产品,从而改变航天产业使用大量高等级器件、高等级产品研制的模式,大幅降低了生产成本,“私人定制”一颗卫星已成为现实。


“微小卫星代表的是一个新的‘纪元’,商业化应用是大势所趋,但何时成熟仍难以预测”。李大维是深圳开放创新实验室(下称“创新实验室”)主任,去年,创新实验室和北京九天微星科技发展有限公司(下称“九天微星”)共同发起太空创客联盟,同时与美国知名太空创客机构Space GAMBIT签署了落户中国的协议,中国的首个落脚点选择在深圳。


“创客”不再只关注物联网、智能硬件、大数据等热门领域,越来越多对太空探索有兴趣的“创客”汇聚深圳。李大维直言,虽然卫星创客在国外已经很热烈,创客平台如Space GAMBIT便得到了美国NASA的支持,但在国内仍处于起步阶段。此前国内谈论卫星应者寥寥,现在它的关注度越来越高,“去年几乎没有媒体采访我们”。


“发起成立太空创客联盟后,公司便开启了‘两年四星’计划,我们把第一颗卫星叫做‘少年梦想之星’,旨在让全国少年儿童广泛创意、动手设计、参与制作”。九天微星创始人谢涛的目标是“用IT的思路干航天”,他认为现在谈“个人卫星”就如同30年前大家谈个人电脑一样,“个人电脑刚出现的时候成本非常高,此后互联网风起云涌,其价格也变得越来越低,商业航天的发展空间一旦被开启,前途不可估量”。


上述业内人士对这种做法持保留意见。“企业或个人要发射卫星,首先需要考虑有没有资金、项目持续做几年、发射的目的是什么。如果只是为了证明实力,那么发射卫星就像‘放烟花’一般”。他直言。


“深圳在微小卫星研发、无人机、航空航天材料、精密制造技术及装备等偏‘硬’的上游产业基础实,发展势头很好,但在卫星获取的空间大数据挖掘、空间信息产品研发、行业创新应用等偏‘软’的下游产业基础偏弱,有待拉动。”上述中科遥感负责人说。


在哈尔滨工业大学(深圳)(筹)材料科学与工程学院院长李明雨教授看来,卫星产业相关的高精尖人才在深圳十分缺乏,这可能成为制约其发展的一大因素。


薛力军说,卫星和工业级产品不一样,需要专业技术更扎实的人才,“比如普通计算机散热加个风扇就可以了,但卫星散热就没那么简单了,因为太空中无法对流散热,这就要求专业的热分析工程师进行准确的建模、计算和分析,这部分人员在行当里面并不多”。他直言,在深圳招揽人才进度较慢,很难找到合适的人才。


“碰到问题无从下手,解决问题能力很差,这种现象不光发生在卫星研制企业上,深圳许多电子自动化企业也面临着同样的烦恼”。李明雨直言,深圳对卫星等科技创新相关的高精尖人才十分紧缺,这需要政府对人才进行引导和培养。


“微小卫星的发展急不来,产业搭建可能是一个漫长的过程。”李大维如是说。


 ■专访


深圳东方红:让工业级产品直接“上天”


在开拓一号研制过程中,深圳东方红充分利用深圳产业环境优势,实施卫星研制本地化战略,卫星组件大量采用了深圳本地企业的产业化工业产品,而不是采用航空航天专用产品。在开拓一号上,超过80%的星上组件为工业现货产品,深圳东方红的技术人员为之倾注了大量心血。


“工业级产品打造卫星不仅解决了航天中的棘手问题,降低了成本,还能够将改良后的产品研制技术推广到民品之中,带来更大的社会效益。”。李明雨评价道。


用工业产品是难点也是亮点


筛选、验证出可用于航天的工业级产品,可能比直接使用航天专用产品耗费更多的时间和金钱。但薛力军觉得有必要这么做,“工业产品直接上天是微小卫星商业发展的必然途径,如果使用航天专用产品,卫星难以实现流水线批量生产,谈何产业化”。


在研发过程中,薛力军和他的团队也遇到过棘手难题。2014年底,开拓一号整星的设计基本完成,唯独太阳能电池板的方案迟迟无法敲定。“我们想用成本更低的、被民间广泛使用的单晶硅太阳能电池,代替此前广泛用于航天领域的太阳能电池,但将前者置于真空环境中测试,其在短时间内便会碎得不成样子”。


显然,这样的产品如果“上天”,后果不堪设想,“太空中容不得一点差错”。薛力军和他的团队最终找到了哈工大的李明雨教授解决上述问题,深圳东方红与李明雨教授及他的团队合作,通过技术攻关,解决了单晶硅太阳能电池板在太空中难以使用的问题。


“敢在卫星上用民品太阳能电池板,这是开拓一号的难点,也是亮点。这颗卫星上天后运转良好,供电正常,说明了这项技术是可行的。”李明雨认为,使用民品不仅降低了成本,带来经济效益,经过改良的焊接工艺还可以反过来推广到民品中应用,将会带来更大的社会效益。


渴求更灵活的资源配置


深圳市航天新源科技有限公司(下称“航天新源”)是深圳东方红研制开拓一号的供货商之一,开拓一号电源子系统的重要组成部分——电源控制器,便是由航天新源加工制造的。“电源控制器属于民品范畴,使用工业级产品可以有效降低整星成本。”航天新源负责人邢浩江告诉记者,整个微小卫星产业都在朝着使用民品的方向发展。


不过,在薛力军看来,微小卫星使用民品仍有美中不足之处。“此前,我们是找到可用产品后,便围绕着它开展设计、制造等工作;下一步,我们希望能找到更多可用的工业级产品,以此形成货架梯度。就像买电视、手机,有高中低档一样,微小卫星也可以有不同的配置和价格,满足不同的需求。”薛力军说,微小卫星可选项目丰富后,产业链便可以进一步壮大。


薛力军表示,用工业级产品制造微小卫星是一种创新,“这种方式可以大幅减少研制周期,产品通过验证后,便可直接在流水线上批量生产”。他说,工业现货产品来源广阔,可选择范围很大,而航天定制类产品难以保证“量”,“这颗星定制相关组件,下颗星又得重新做,投入成本很高”。


“深圳的工业确实有一定基础,但企业很难保证有精力和成本去关注客户的个性需求。在目前微小卫星尚未产业化情况下,航天企业仍有这些需求,该怎么整合?”这是薛力军博士向记者提出的问题。


的确,让大型生产制造企业停下一条生产线,一天仅生产一件或几件产品并不现实,他们也不愿意承担相应的成本,航天企业也同样无法承担。“这便需要政府引导,比如制定产业链升级计划,让部分企业参与航天制造,提升产业水准,同时通过政府扶持和补贴,加速相关企业的转型升级”。薛力军说。




(作者:苏梓威)
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