作者:胡海鹰 来源:中国科学报 发布时间:2022/11/7 19:16:59
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中科院微小卫星创新研究院副院长胡海鹰:
积极参与世界航天版图重塑

       

随着航空航天工业的快速发展,新思路、新器件、新材料在航天领域的快速迭代与应用,航天技术向极大规模、极智协同方向发展已成为必然趋势。以美国太空探索技术公司(Space X)“星链”计划为代表的巨型星座,开启了天基规模化部署新时代,对传统定制化卫星研产模式产生了颠覆性影响。通过引入工业化生产制造、批量化发射部署、技术快速迭代升级,星链系统已从0.9版本更新至1.5版本,卫星成本降至50~100万美元/颗,目前已在轨部署超过3000颗卫星。

“星链”系统潜在的巨大战略价值获得了美军方的关注和认可,与军方开展合作,有望将美军空间系统的时间响应能力从20分钟提升至秒级,其实战性能已在俄乌战争中得到有效验证。得益于绝对数量带来的弹性和依托商业模式构建的低成本规模化部署能力,卫星技术正经历着颠覆性、变革性、前沿性的创新与发展,促进了全球航天器规模“指数式”增长,正深刻改变和重塑着世界航天版图。

发展目标

面对极大规模与极智协同的世界航天发展新趋势以及复杂的国际形势,我国已规划组建数个大型星座,以满足国家太空发展战略和国家安全需求,低成本规模化研产能力提升是亟需解决的问题。

作为我国航天领域一支重要的生力军,中科院微小卫星创新研究院依托中科院基础科研优势力量,联合院内外优势资源与技术,致力于实现卫星平板化、单机模块化、单板芯片化和软件智能化的卫星技术跨代革新,突破卫星系统制造成本高昂的核心问题;打造一个低成本、规模化微小卫星智能制造示范平台,开展一系列低成本智能化微小卫星技术在轨验证,掌握一系列低成本智能化微小卫星关键核心技术,制定一整套低成本智能化微小卫星研制规范标准,形成卫星低成本规模化制造、星座智能化在轨自主运行的高效研发能力,支撑我国新一代航天装备体系的跨越式发展。

现有能力

当前,中科院微小卫星创新研究院已突破大规模弹性星座组网关键技术,已具备体系化仿真、体系化保障、脉动生产与智能制造、高性能卫星平台自主可控等能力。

已部署星座组网路由、L频段相控阵、综合变频单机、综合电子、复合材料、帆板、微推进、动量轮、活动机构等单机和载荷产品,形成了具有一定竞争优势的产品配套体系。已建立低成本元器件数据库,探索工业级器件快速筛选、抗辐射加固等途径,形成了一套低成本批量化卫星质量管控方法体系。完成脉动卫星示范线建设,已有30颗卫星在示范线上生产,验证了批量化卫星生产的关键工艺技术,具备年产100颗卫星的能力;正在建设二期脉动批产线,将于2023年建成,具备年产300颗以上卫星的能力。

实现路径

为实现低成本智能卫星创新性发展目标,总体思路采取“系统架构优化设计+产业链垂直整合+工业化产品大规模应用”的方式。

在生产方式上,“近似于汽车或电子消费品”生产线生产方式,批量化生产卫星。在成本管控方面,基于低等级元器件(工业级器件)的高可靠系统设计,大规模使用工业化元器件、原材料实现航天级应用,降低卫星成本。

在供应链方面,坚持独立研发路线,形成自主可控供应链,并采用工业化生产思路,制定面向低成本批量化的AIT研制流程,精准严控关键工艺,差异化设计环境试验、自动化测试等项目。

在质量管控方面,基于低成本元器件数据库、供应链体系及研制流程体系,开展整星和单机的兼容性试验、低成本元器件快速批次化质量检验、整星批次化质量评价等研究。

(作者系中科院微小卫星创新研究院副院长

 
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