即插即用：定制卫星不再遥远

航天 · 2016-11-22 19:41:02

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昨天上午，我国长征十一号运载火箭载着四颗卫星飞向太空。从此，深邃的星空，多了一颗以上海母亲河黄浦江命名的卫星——“浦江一号”卫星。　　“浦江一号”由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院抓总研制。在专家眼中，这颗在国内率先运用3D打印、WiFi传输的个性化定制卫星，未来将在电磁环境监测、国土资源普查、应急搜救等众多领域大展拳脚。今后城市定制、企业定制、乃至私人定制的卫星，将不再是遥远的期望。　　设计卫星好比组装电脑　　设计卫星能不能像搭积木、组装电脑一样，来一个DIY？　　出于对未来商业卫星发展应用的考虑，自2012年起，上海航天技术研究院就自筹经费开展专项研究，按照积木型、易组装的思路，着力打造一款简洁的面向多功能应用的小卫星平台，探索微小卫星领域产品化、标准化、集成化的突破。　　总设计师陈占胜介绍，“浦江一号”首次采用了全数字化设计技术、通用化即插即用技术、柔性化结构设计等，能快速地和各种不同的有效载荷进行整合，并在一个月内完成集成测试、一个星期内完成发射准备、一天内完成在轨交付的目标。　　即插即用概念的提出，使得卫星在设计上摆脱了平台与载荷必须互相一一对应的限制，通过标准的机械接口、供电接口、控制接口和通信接口等，各个单机之间采用标准协议来约束，只要符合标准的设备，都可以实现即插即用。“这就好比组装电脑，我们可以根据不同的需求提供高中低不同配置，形成货架产品来供你选择。而你需要安装的特殊设备，我们也提供了标准转换接口，插上就可以用。”　　同时，在设计制造的过程中，“浦江一号”采用全数字化技术，一改以前人工操作的做法，在总装现场用平板电脑记录单机状态等，采集质量数据，后续还将实施现场文件的电子签署，大大缩短了研制周期。　　智能制造并非为赶时髦　　智能制造是当下的热门话题，这不是为了赶时髦，而是出于卫星快速研制、降低成本的需求。　　“浦江一号”在国内卫星上首次应用了3D打印技术，其天线支架采用了钛合金材料的3D打印成型方案。原来生产一个支架需要四个月的生产周期，采用3D打印，仅仅需要三天时间——一天完成打印成型，两天开展性能检测检验。3D打印支架的各项性能指标与传统机加工制造的支架性能相当，完全满足设计指标要求。　　WiFi是目前应用最为普及的一种短程无线传输技术，通过WiFi可以方便地进行智能设备之间的互联。“浦江一号”创造性地在航天领域引入这一概念，通过无线技术互联，将航天器上的传感器组成一个“互联网”。“浦江一号”搭载了无线温度传感器，不仅可以验证无线传感器网络技术在轨的性能，还能有效地节能减重，降低防护和维护成本，并对后续航天器应用具有很好的示范作用。　　此外，“浦江一号”所使用的平台也堪称一绝。它采用标准的结构杆件、接头、承载板来组成卫星的结构系统，可根据需要任意调节平台舱和载荷舱的空间。“这就像我们买宜家的家具一样，可以自行根据房间的大小、用途来进行组装，可满足不同载荷的需要，大大提高卫星结构的适应度。”　　“浦江一号”还首次采用“热切割”释放技术，搭载了微泵流体回路、记忆合金百叶窗、新型星敏感器等一系列国产化器件和部组件，推进了空间关键核心元器件、部组件的自主可控。　　　　探索微小卫星商业模式　　“浦江一号”仅仅是一个开始，与之相应的将是创新的商业模式。　　卫星平台具有十分友好的接口界面，因此可广泛应用于成像、通信、导航、遥感等商用领域。通过卫星组网，能够全天候全天时对目标开展日常观测，为突发紧急事件的处理提供重要参考判据。比如通过搭载不同的有效载荷，可以了解城市道路拥堵情况、热点地区人员疏密情况、区域天气和环境（如雾霾）预报、移动和应急通信、自然和人为灾害预报及勘察、近海情况等，为城市管理提供帮助，大大提高城市综合治理能力。　　未来的商业模式也可以有很多种。比如卫星制造公司可以代替客户负责地面运营，或者不卖卫星只卖数据，这将是商业模式上的巨大转变。卫星公司有可能“华丽转身”为数据公司和云平台，这也是军民融合的有效路径和生动体现。　　据悉，2014年11月，上海航天技术研究院成立微纳卫星系统工程中心和纳米航天器技术科创中心，面向市场主动转型，提供业务咨询、产品开发、在轨维护服务等一整套系统方案解决服务。目前，上海航天技术研究院正在通过校企合作、研产合作乃至国际合作，建立有效载荷产业联盟，让微小卫星更加贴近客户、贴近市场。

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