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如何看待我国民营航天企业天仪研究院发射的「陈家镛一号」卫星?

时间:2017年02月21日 信息来源:知乎 点击: 【字体:

首先恭喜天仪研究院的第二颗卫星成功发射!

这是我国民营航天公司取得的一个重大突破!


1. 卫星发射后近况

估计这几天整个公司的人都在忙着入轨之后的各种导航制导与控制吧,印度的火箭把卫星送入载荷只是完成了最初的一步,卫星能否正常运转也只是第二步,第三步才是能够顺利完成此次业务的基本需求--完成微重力环境下的化工实验。

现在就处于第二步,刚刚去看了下本次发射的104颗卫星,目前北美防空司令部已经在稳定跟踪所有卫星,根据提供的参数显示它们已经分成了7个集团,但基本上都处于500*500千米(正负10千米)的圆形近地轨道上,轨道是97.5度的标准太阳同步轨道。

这说明所有的卫星都是非常明显的对地观测任务,或至少固定时间的对地通讯。太阳同步轨道能保证卫星通过地面某点上空时是固定的当地时间,比如每天下午北京时间16:00准时通过北京。

(卫星在目前环绕地球的所有航天器/残骸分布中的位置)

可以说火箭的发射任务基本取得成功。

但除此之外,天仪研究院还要确定卫星的姿态是否正常、温控是否正常、电池和天线展开状况是否正常、地面指令上传和数据下载链路、各种实验仪器是否正常。整个公司上下得是各种加班的节奏了,不过这已经是他们第二次任务上天了(第一颗是著名的潇湘一号),应该只是加班时间问题,随时恭候任务成功的好消息。


2. 关于陈家镛一号卫星

陈家镛院士是我国著名的化学工程、湿法冶金专家,早在1980年就已经评上了中科院院士(彼时叫做学部委员),在我国化学、冶金方面的地位自然可见一斑。如今,陈院士已经是95岁高龄,老爷子知道以自己命名的卫星正在天上飞,一定也非常开心。

从陈老爷子履历可以明显感觉出来,这颗卫星一定是为了做化工实验而发射。

太空的环境对于很多地面试验有着无与伦比的优点,对于本次实验而言就是微/无重力。在这种情况下,所有参与反应的物质不会受到任何重力干扰而纯粹表现出它们的化学尤其是物理特性。比如在太空中,不仅水滴、哪怕一滴融化的铁水都会变成完美的球形,这在地球表面是根本不可能做到的。

因此,对于一些非常重要的化学、冶金实验,在太空中实现就将获得最真实的实验结果,便于工艺改进乃至理论创新。

这是德国宇航局在国际空间站上做的实验。金属液滴在高温的无重力环境下自然形成了一个悬浮的球体,外面稍微有点磁/电场便可以控制它做任何实验。极其昂贵且国际空间站一般严格限制此类危险实验。

但我国因“防止空间技术扩散”为理由而被国际空间站据之合作门外。国际空间站已经有了30多个签订协议的国家,别说航天强国美国、俄罗斯、德国、日本、法国、英国,连南非、哈萨克斯坦、马来西亚都赫然在列,然而就是不带你中国,你能咋办?

咋们好不容易憋出了两个空间实验室天宫一号和天宫二号,可背后也是积攒了那么多年亟需太空环境的实验啊,目前就一个空间实验室(天宫二号)在运行,最多俩宇航员在值班忙得饭都吃不上。于是本身就相对危险、不易操作的化学实验,自然就被无限期排队了,直到今天陈家镛一号上天才有机会实现。


这颗卫星(DIDO-2)是一个相当国际化的产品,相当于以色列/瑞士/中国共同合作的结果,中国这边则是天仪研究院、中科院过程所和力学所参与,以色列/瑞士合资的民营航天公司是SpacePharma。

这颗重量只有4.2千克,但任务单一也足够了,进入火箭发射平台时是这个状态。。。

是不是和大家理解中的动辄展开十来米太阳能电池板的大卫星完全不同?

事实上,这是目前民营航天一个重大的趋势,卫星开始做的小型化。但这并不意味着功能就差很多,毕竟大家都见识过曾经诺大的台式机功能都比不过如今一个手掌大的智能手机了。这主要取决于硬件的进步和实际卫星任务的需求,高度集成化使得效率高了非常多,成本也降低不少。


3. 关于天仪研究院

航天自它发展的第一天起就带有浓厚的军事背景,核心技术至今还都掌握在政府部门(美国NASA、欧洲ESA、俄罗斯Roscosmos 、中国航天科技/科工、日本JAXA)手里和重要的准/国有企业(比如美国洛马、欧洲空客防务)。

只有在技术充分成熟的背景下会将一些服务类的产品竞争放开给民营公司,其他类型的具体产品就甭想了,这就是初步的民营航天。

典型的有,

Space-X、蓝色起源提供的火箭,用户购买的是产品入轨的服务

Space-X、轨道科学公司提供的飞船,用户购买的是空间货运的服务

欧洲卫星公司SES提供的通讯卫星,用户购买的是通讯数据服务


随着小卫星制造技术的普遍,这不再是民资不可触碰的禁区,这些机构也逐渐在小卫星产品领域开放给民企。在极其严格的政府监管下,目前有些公司开始在产品层面做卫星,比如荷兰的ISIS,美国的Planet Labs、Spire Global,以色列/瑞士的SpacePharma,中国部分高校开始试水,企业方面天仪研究院也属于其中之一。

但在中国,一方面监管更加严格,另一方面考虑到国际情况(主要是针对中国技术禁令和封锁),直接交付产品的形式不现实(至少任何含有美国零件的产品都会在国际上没人敢买,而且也搞不到这些零件-沃尔夫法案)。

在国家级企业层面,航天科技集团采取的应对办法是“在轨交付”--我们不提供产品,但提供服务。你如果需要一颗通讯卫星,我就从火箭、卫星一条龙服务发上天,所有的数据按照你的标准准备好,全部发给你就是了,不会触碰这些禁令的条款。但这实在是面对封锁的无奈之举。

而对于天仪研究院,除此之外,他们更要面对中国国家级企业的竞争,所以最优的选择是提供服务的方式做卫星。也就是说,天仪研究院不会卖卫星,但他们会卖卫星上能提供的服务。比如,你若想做化学实验,我便把卫星改造成相应环境;你若想做生物实验,我就改造内部结构。

这样的好处是巨大的:

1. 基本产品能标准化。做好一个卫星平台后,任何一个订单都在此基础上改,只要换有效载荷即可。比如可以改成对地遥感功能、对地成像功能(Planet Labs系列)、做化学实验功能(陈家镛一号)、高校教学功能。铁打的营盘流水的兵,营盘是在这里的,扎好扎牢基本功即可。

2. 量产规模化后带来的成本降低经济效益明显。这个道理显而易见,很多磨具、产品做出来一个成本很高,当产量一定后就会便宜很多。这次印度104颗卫星有101颗都是荷兰ISIS公司提供了很多零件,ISIS抢占市场的方式(世界市场三分之一)就通过大量标准化零件量产降低成本增加价格优势。对于天仪研究院的未来亦是如此,他们计划在2017年再制造20颗左右,这个成本优势会更加凸显。

3. 巧妙避开国家队竞争。国家队受政策扶植,项目众多资金充足,成本不是绝对的竞争点,民企是不可能有胜算的。但国家队也有个缺点,必须按照政策和规划走,在急速转变的航天市场面前时常反应过慢,从这几年国外民营航天的快速崛起至垄断、而我国刚刚意识到放开就看出来了。天仪的这种服务提供方式和国家队的性质是完全不同的,不存在直接竞争。

4. 增加了自己的灵活性。天仪研究院采取提供服务的方式,能在国家布局的基础上给国家队查缺补漏,也方便国家监管。说句不好听的叫做捡点碎肉吃,但对于中国这个航天大国,这些碎肉足够企业吃饱了。要知道NASA那点碎肉养活了多少企业?

5. 抓住了时代的机遇。现在卫星制造技术成熟,国内对卫星服务的需求极大,并不是每个实验、科学项目都能上国家队的神舟、天宫,在这个档口可谓准确入场。一方面政府补贴高新企业很多,湖南政府给了天仪研究院大量补贴和优惠。另一方面,目前国内资本市场既在资本寒冬(投资者慎重给钱,很多创业项目拿不到)、又在资产荒(投资者找不到优秀的项目,看到为数不多好的就蜂拥而上,比如摩拜单车),这样一个企业很容易在做出一些业务后迅速拿到一轮又一轮的融资。

在现代社会,资本的力量不亚于技术进步的力量,看Space-X如何迅速超越蓝色起源和轨道科学公司就知道了,就是靠着伊隆马斯克大笔大笔的融资。目前天仪应该是国内为数不多的优秀民营航天企业,会有更多资本助力推动的。

这个公司确实在定位方面非常精准,提供服务是最优的选择,让人佩服;还可以感受下公司的文化,他们为这颗小卫星还做了一个任务徽章,哈哈,这很酷!

支持中国航天,今天看到民营航天也在逐渐取得进步,真是开心哇!

(本文原载知乎,作者:毛新愿,知乎ID:太空精酿。经作者授权转载)


(作者:毛新愿)
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