我國的巨型低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座邁出了大規(guī)模組網(wǎng)建設的第一步。

8月6日，“千帆星座”（G60星鏈計劃）首批18顆商業(yè)組網(wǎng)衛(wèi)星——千帆極軌01組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。此次發(fā)射的18顆衛(wèi)星是我國低軌互聯(lián)網(wǎng)“千帆星座”的首批組網(wǎng)星。

“千帆星座”開啟組網(wǎng)，外界的目光更多聚焦于中國版“星鏈”、“千億級市場”、“萬物互聯(lián)”......

中國的“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)熱”并非近兩年才興起。而真正使此次組網(wǎng)得以批量化部署并有機會與馬斯克“星鏈”同臺競爭的，不得不提及其背后低成本、高集成、快速迭代的衛(wèi)星智能制造技術——可堆疊平板衛(wèi)星。

資料顯示，千帆極軌01組衛(wèi)星首次實現(xiàn)了我國平板式衛(wèi)星一箭18星的堆疊發(fā)射。

有業(yè)內觀點評價稱，“國內在可堆疊平板衛(wèi)星方面已經做了至少兩三年。這批衛(wèi)星的成功入軌，相當于對外證明，這條路線在國內也能走得通?！?/p>

可堆疊平板，商業(yè)衛(wèi)星的第二序章

2019年，美國SpaceX公布的平板構型“星鏈”衛(wèi)星在火箭整流罩內的照片，引起業(yè)內人士的關注。

和常規(guī)的衛(wèi)星部署方式相比，“星鏈”計劃的部署，就像是在桌子上把一摞牌攤開。根據(jù)當時的新聞記載，星鏈衛(wèi)星采用平板式設計，扁平構型的衛(wèi)星30顆一摞，分成兩摞碼放在獵鷹9號火箭的整流罩內，一次就成功將共60顆，總重達15.6噸的衛(wèi)星送入290公里高度的軌道。 

對于眼下要部署上萬顆衛(wèi)星計劃的中國來說，高集成、性能強的可堆疊平板衛(wèi)星，可以像平板電腦一樣堆疊起來，是實現(xiàn)高效發(fā)射、快速組網(wǎng)的基礎。

通常，傳統(tǒng)立方或梯形構型的衛(wèi)星在發(fā)射時往往需要運載火箭提供一個適配器，比如一個柱狀的承力筒，這需要占據(jù)運載火箭的更多空間，使得其運力不能充分發(fā)揮。據(jù)微納星空結構總體設計師嚴洲介紹，相比之下，平板式構型的衛(wèi)星在火箭內堆疊安裝時，將太陽翼折疊起來和衛(wèi)星平臺重合，像一塊扁平的鋁板，易于疊放和收納，更能充分地利用運載整流罩的空間，將多顆衛(wèi)星的部署效率大幅提升。

在此次衛(wèi)星研制模式中，“千帆星座”總設計師曹彩霞在介紹平板衛(wèi)星堆疊發(fā)射時也提及，“包括現(xiàn)在平板衛(wèi)星這種堆疊發(fā)射，從結構設計到單機的設計，采用了全數(shù)字化的方法。”

需要指出的是，在這之前，國內在平板衛(wèi)星方面已嘗試單顆發(fā)射。

以國內高端商業(yè)衛(wèi)星制造公司微納星空為例，該公司研制的高分辨率平板式SAR成像衛(wèi)星，也是國內首顆Ku頻段相控陣雷達成像衛(wèi)星——泰景四號03星于今年1月發(fā)射成功并順利入軌。這是微納星空首次設計實現(xiàn)衛(wèi)星的扁平化構型設計，顛覆了傳統(tǒng)衛(wèi)星立方體設計思路和物理形態(tài)，將大多數(shù)單機設備安裝在衛(wèi)星主體結構同一平面上，就像在PCB板上安裝元器件，適應集成化、批量化、自動化的總裝生產線模式，大幅提高了火箭整流罩內空間的利用率。同時，平板式的構型由于較大的橫截面積，還可以提高整個衛(wèi)星的體積密度，為天線等載荷提供足夠的安裝空間。

始于馬斯克“星鏈”計劃的可堆疊平板構型衛(wèi)星，已然在國內商業(yè)衛(wèi)星市場得以驗證并陸續(xù)落地。

毫無疑問，SpaceX以商業(yè)性、創(chuàng)新性為驅動的技術迭代為我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設提供了一定參考和借鑒。但與此同時，SpaceX“星鏈”計劃的迭代和升級的進程還遠未結束。

目前，“星鏈”衛(wèi)星經歷了從V1.0到V1.5，再到V2 Mini三個版本。其中，V1.0和V1.5“星鏈”衛(wèi)星均采用平板式設計，并安裝有4部高通量相控陣天線和單翼式太陽能電池板，太陽能電池板展開后首尾相長約為11 米，自帶霍爾推進器，用于軌道保持、位置調整與離軌，具備在軌碎片跟蹤與自主避碰的能力。V2 Mini衛(wèi)星則在維持了平板基本構型的基礎上，變得更大、更重、更強，實現(xiàn)了更高的單星效能，并初步具備了直連地面手機的能力。

三大“萬星星座”計劃牽引，打開增量空間

公開資料顯示，除了“千帆星座”，我國目前規(guī)劃的“萬星星座”計劃還有：中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司的GW星座，包含GW-A59和GW-22類子星座，預計GW-A59將發(fā)射6080顆衛(wèi)星，GW-2將發(fā)射6912顆衛(wèi)星，總計12992顆；藍箭航天旗下鴻擎科技向ITU提交了Honghu-3星座計劃的預發(fā)信息，將在160個軌道平面上總共發(fā)射1萬顆衛(wèi)星。 

在嚴洲看來，國內的巨型通信衛(wèi)星星座大概率都將以平板衛(wèi)星堆疊發(fā)射的形式來實現(xiàn)，目前“千帆星座”的動作相對快一些。盡管平板衛(wèi)星的市場可期，以微納星空為代表的市場參與方對行業(yè)需求依舊保有自己的判斷：并非所有類別衛(wèi)星都適用平板衛(wèi)星。

“公司針對不同的種類的衛(wèi)星有相應的技術路線選型。比如，光學遙感衛(wèi)星的相機載荷體積較大，不太適合平板衛(wèi)星的構型；低軌寬帶通信衛(wèi)星大都計劃批量化部署，且需要為天線等載荷產品提供較大的安裝面空間，當前使用平板構型設計已經成為主流；其他遙感類衛(wèi)星和科學試驗衛(wèi)星，則需要根據(jù)具體載荷的需求來設計。”嚴洲解釋道，這也是為什么現(xiàn)有平板衛(wèi)星的市場，更多面向通信衛(wèi)星而非光學遙感衛(wèi)星。

持續(xù)聚焦衛(wèi)星制造能力以及發(fā)展不同技術狀態(tài)衛(wèi)星并行研制能力，也為微納星空保持“專注衛(wèi)星產業(yè)研發(fā)生態(tài)短板，深耕衛(wèi)星設計與制造”的立場帶來了更大可能性。

放眼整個市場，我國商業(yè)衛(wèi)星制造領域正以國家星座建設為牽引，利用國內工業(yè)體系開拓商業(yè)化供應鏈，推動衛(wèi)星從過去的“科研產品”變成“工業(yè)品”，從而形成可快速復制的模塊化設計方式與商業(yè)化的模式。

為滿足我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座多批次、多衛(wèi)星快速發(fā)射的需求，將衛(wèi)星制造成平板形狀后，使其可在火箭整流罩內層層堆疊起來同時發(fā)射，也逐漸成為國內商業(yè)低軌通信衛(wèi)星發(fā)射的主流方式。

作為商業(yè)衛(wèi)星制造生態(tài)引領者之一的微納星空，在2024年創(chuàng)新戰(zhàn)略上除了繼續(xù)保持自身在民用遙感衛(wèi)星領域制造能力的先發(fā)優(yōu)勢外，也正在朝著新一代衛(wèi)星批量化生產、自動化組裝、堆疊式發(fā)射的方向發(fā)展，充分發(fā)揮商業(yè)航天小步快跑、快速迭代的優(yōu)勢，為我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)工程的發(fā)展部署提供技術支撐。

新技術與降成本，市場的隱憂與期待

當然，隨著越來越多的新技術能力融入到衛(wèi)星構型制造上，更多的技術難點被推到臺前。例如，如何應對并進一步完善仍處于成長階段的平板衛(wèi)星技術體系。

（微納星空泰景四號03星）

嚴洲表示，因平板衛(wèi)星面積大且扁平的形態(tài)，衛(wèi)星研制過程中也迎來星箭堆疊分離、太陽翼、結構設計、熱控設計等多方面的難點。在突破難點的同時，各市場參與方也需要回到“提效率、降成本”的初衷。在設計初期，平板式衛(wèi)星構型更多是考慮到商業(yè)航天低成本生產、高效率組網(wǎng)的特點?！笆袌銮捌诘男枨罅繘]有那么大，一般在原有的衛(wèi)星工廠里預留部分生產線。一旦產品定型，勢必要籌備平板衛(wèi)星專用的高效率生產線，進行批量化生產?！?/p>

放眼國內，目前海南“衛(wèi)星超級工廠”的批量化生產產線已率先落地。據(jù)官方報道，文昌國際航天城管理局的海南首個“衛(wèi)星超級工廠”項目已于4月份進入到了論證的最后階段。航天五院固定資產建設總師劉波濤對此表示：工廠和過去研制衛(wèi)星不同，主要它是一個批產的特點，其大概年產能力能達到1000顆衛(wèi)星，出廠即發(fā)射。

泰伯網(wǎng)獲悉，國內多家商業(yè)衛(wèi)星公司也正通過研發(fā)適應批產的平板衛(wèi)星，試圖構建柔性智能衛(wèi)星生產線。從供應鏈角度上看，國內的商業(yè)火箭服務商也正在加快研發(fā)液體火箭，以適配多顆平板衛(wèi)星堆疊發(fā)射的需求，使火箭與衛(wèi)星從設計到制造的“聯(lián)系”更加緊密。

據(jù)中科宇航官方介紹，該公司參與了此次“千帆星座”堆疊平板星箭星間分離機構解鎖裝置研制、堆疊平板衛(wèi)星分離方案設計及衛(wèi)星分離安全性復核復算工作，配套了星箭星間分離機構解鎖裝置飛行試驗產品。本次飛行試驗的成功，意味著我國已成功掌握了堆疊平板衛(wèi)星的分離技術。

嚴洲堅信，平板衛(wèi)星終將以低成本生產、高效率組網(wǎng)的方式，助推產業(yè)發(fā)展，具體的迭代過程仍需要交給時間與市場的變化。外界能直觀看到的是，包括微納星空在內的國內衛(wèi)星制造單位，正在不斷朝著新一代可堆疊平板構型衛(wèi)星的創(chuàng)新研發(fā)上，走向行業(yè)的深處。