浙产AI卫星在我国近海成功发射,商业航天为何“瞄准”海上?

浙江融媒体 2024-09-25 15:23:26

“5、4、3、2、1,点火!”9月24日10时31分,山东海阳近海海域,伴随着一声巨响,捷龙三号遥四运载火箭拖着明亮的尾焰从烟雾中腾空而起,直指苍穹,将天仪41星、星时代-15卫星等8颗商业卫星顺利送入预定轨道——此次“太空拼车”发射任务取得圆满成功。

(9月24日,捷龙三号遥四运载火箭在山东海阳近海点火发射。潮新闻记者 倪雁强 摄)

从“国家队”到商业航天加入,再到我国首个海上火箭发射母港——海阳东方航天港落成,细数我国海上发射的发展历程,自2019年首次海上发射成功至今,我国已经先后成功发射了13枚火箭75颗卫星,中国“海上发射”开始逐步向常态化迈进。

那么,我们为何要布局“海上发射”?海阳要如何抓住契机发展商业航天产业?何以支撑起这场“星”与“海”的双向奔赴?近日,潮新闻记者走进位于山东海阳的东方航天港试图寻找答案。

从海上出发

浙产AI卫星携“最强大脑”飞向太空

一箭八星,有三颗从浙江启航。此次成功发射入轨的星时代-21以及星时代-22卫星由浙江企业——国星宇航旗下全资子公司(嘉兴市国星智慧科技有限公司)与氦星光联联合研制,它们也是国星宇航嘉兴中试基地建成后首批下线的AI卫星。与它们一同从嘉兴出发的还有星时代-15卫星(“香港青年科创号”卫星),它是全球首颗AI大模型科学卫星,由国星宇航联合香港中文大学共同研发,亦是首颗由香港特区政府创新科技署资助支持的卫星。

(星时代-15(“香港青年科创号”)卫星。国星宇航供图)

国星宇航高级副总裁王亚波介绍,星时代-15(“香港青年科创号”)卫星,基于卫星AI三维成像能力,可为全球低空飞行器提供高精度三维地图、赋能低空三维智能管控和三维智能导航。与此同时,卫星AI三维遥感技术还能服务文旅、体育、影视、游戏等多个数字孪生商业应用场景。

而卫星上模型的推理、AI算法的应用都仰仗于一颗“超强大脑”——此次搭载星时代-21卫星升空的,还有来自之江实验室天基计算系统研究中心的智加X2星载智能计算机。卫星接收到的数据,都将直接交给它实时在轨处理。

“尽管只有巴掌大小,却拥有每秒32万亿次的算力。”之江实验室天基计算系统研究中心科研副主任李超表示,本次发射的智加X2相比智加X1,功耗降低了50%,重量降低了30%。“成本效益是空间技术的关键因素,功耗和重量的降低,将大大降低卫星成本。”

(之江实验室与国星宇航科研人员正在进行联调联试。之江实验室供图)

不少业内人士认为,降本增效对于商业卫星发射来说是一条必由之路。“本次发射的三颗卫星运行于太阳同步轨道,太阳同步轨道发射任务本身存在发射窗口小,对燃料利用率要求高等客观挑战。”国星宇航执行副总裁赵宏杰表示,考虑到综合发射成本和安全可控因素,在与运载火箭方的高效协同下,最终把此次发射选择在中纬度近海来实施,“既节省了高昂的海运成本,又可缩短任务准备周期,实现灵活发射,发射效率大大提高。”

“海上发射,我们的原则是距离东方航天港能近则近,既可以实现火箭生产、制造、发射一体化,又可以提高保障能力。”一直担任捷龙三号运载火箭总指挥的中国航天科技集团金鑫表示,本次任务是首次在山东海阳近海实施太阳同步轨道发射,采用了大偏航技术,经过精确弹道设计避开了重要区域和岛屿,有效验证了在黄海近海海域执行太阳同步轨道任务的可行性,大幅提升了捷龙三号火箭海上发射的任务适应性和发射经济性。“但大偏航必然损失一定的运载能力,不过此次验证后,后续如再次发射太阳同步轨道卫星,我们可以根据卫星重量再多一个选择。”金鑫说。

从“0”开始

中国首个“海上发射母港”如何布局?

在海阳东方航天港之前,中国已先后建成酒泉、西昌(包括文昌)、太原三大卫星发射中心共四个航天发射场,在任务分工上各有侧重,并互为备份和补充,是我国航天事业发展的重要支撑。

金鑫直言,相比于传统四大航天发射场,海阳东方航天港最大的优势,是能更好地解决发射航落区安全的问题,同时也缓解了发射工位和窗口稀缺等制约因素,且还具备灵活选择发射点和低成本等优势。

“在海上发射,一艘船就是一个点位,地球的70%都是海域,都有可能成为发射点。以往在陆地发射火箭时,火箭残骸落点可能会落在居民区,或者是邻国区域,极有可能会产生一些不必要的民事或国际纠纷,而海上发射远离人口密集区,更加安全可靠,同时避免可能的国际纠纷或冲突。另外,得益于海上发射点位机动灵活的特点,运用海上平台发射火箭能够将发射点‘搬运’至低纬度地区,最大限度地利用地球自转的速度,将火箭自身的速度与地球自转的速度叠加在一起,从而减少火箭燃料的消耗量,也有利于提升卫星的使用寿命。”

(9月24日,捷龙三号遥四运载火箭在山东海阳近海点火发射。潮新闻记者 倪雁强 摄)

也正是基于此,中国首个“海上发射母港”最终选择落户在具有“对轨道适应能力强、母港位置相对独立、工业基础较好、海工能力强、交通便利”等多重优势的山东海阳。

然而,对于彼时毫无航天发射基础的海阳来说,也就意味着一切从“0”开始。

“2018年初定下来这个事(建海上发射平台)后,当年我们只做了两件事,一是论证技术方案的可行性,另一个就是办理相关手续。”作为全程参与我首个海上发射平台设计、建设的主要负责人,山东省海上航天装备技术创新中心主任滕瑶回忆起当初如数家珍,“对于当时来说,无论是技术方案还是手续办理,都是从零突破。”

经过一年时间的努力,2018年底,海阳东方航天港终于得到相关批复:2019年6月5日可以实施第一次海上发射。“这也就意味着留给我们的只有半年时间,这其中还包括与火箭的磨合试验,所以真正留给我们建造的时间只有100天,从详细设计、设备采购、焊接成型,系统组装都必须得完成。”

滕瑶介绍,随着发射平台建造完成,多方开始进入磨合试验期,“彼此之间都是第一次合作,大家的认知和标准都有一定区别,所以在讨论过程中常常争得面红耳赤,但说到底还是一个宗旨,就是主动配合火箭的需要。”

2019年6月5日12时6分,我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭,将技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道,试验取得成功,这是我国首次在海上实施运载火箭发射技术试验。

(我国首艘海上专业发射船。潮新闻记者 王嘉楠 摄)

“通过这一次发射任务,各方不仅仅是彼此之间的技术上融合,产业上融合,关键是团队也真正地融合了,这也为我们后来的每一次成功奠定了基础。”滕瑶笃定地说。

长征十一号运载火箭海上首秀是一个新起点,同年,海阳当地启动实施东方航天港项目。截至目前,海阳东方航天港已成功发射了13枚火箭75颗卫星,肩负起我国唯一一个海上发射技术服务港的重要使命。

从发射平台到产业集群

这座小城上演“星”与“海”的双向奔赴

“天上有星、陆上有箭、海上有船”,广阔的海滨县城,大有可为。潮新闻记者从海阳市委宣传部获悉,仅仅五年时间,海阳东方航天港常态化海上发射能力已然形成,国内首个集海上发射、星箭研制、配套集成、数据应用、航天文旅于一体的千亿级商业航天高科技产业集群也已初具规模。今年,东方航天港的发射任务次数,预计将超过前几年的总和。

在全国各地的航天产业集群园区里,似乎都有一个“航天大道”,海阳也不例外。沿着航天大道填海路段往回走,在离港口码头不到5公里的地方,就是山东长征火箭公司所属海阳固体火箭总装测试基地——长征十一号运载火箭和捷龙三号运载火箭总装出厂的地方。

穿上防静电服,潮新闻记者一行来到总装测试厂房。下一发捷龙三号运载火箭已完成星箭对接前的总装工作,水平摆放在厂房之中。“我们总有这样一发火箭提前完成总装,静候在厂房里,卫星一就位,就能快速发射。”山东长征火箭公司副总经理李继鹏说,为了适应商业航天市场,捷龙三号运载火箭采用了去任务化的生产模式。

“除了这枚火箭,下一枚火箭的发动机现在也已经就位了。”目前,海阳基地建设项目第三期已经开启,预计后年正式投入使用。届时,基地的火箭总装总测能力将由每年20发提升为25发。

从基地二期的山坡顶部向下望去,星河动力、东方空间、九天行歌等商业火箭公司的厂房尽收眼底。对山东长征火箭公司而言,这些业内同行是竞争对手,也是合作伙伴,是其在东方航天港的“邻居”。

(商业固体火箭海阳产业基地。海阳市委宣传部供图)

“我们有好的原材料和部件供应商也会分享给这些同行,对方合作了也反馈说很好。对于我们,或者产业链,这都是好事。”对于商业航天领域的“邻居”们,李继鹏表示公司始终秉持着开放共享的态度,包括基地的总装测试工位也向这些商业航天公司敞开大门,一方面是充分利用资源,另一方面也是彰显“国家队”的担当。

当下,海阳东方航天港海上发射能力建设已进入一个新的历史阶段。未来,为满足日益增长的低倾角轨道发射需求,也为了大幅提升多款运载火箭海上发射的适应性,提高海上发射的经济性、可移动性及稳定性,东方航天港的使命任重道远。“我们计划在海阳港南部离岸2-30公里我国内海海域建设一个半固定海上发射平台,届时就能适应当前所有陆地发射火箭型号的技术要求。”滕瑶表示,对于海阳而言,眼前的机会就如海水的浪潮涌起,抓住时机,借火箭升空令产业成势,这座滨海小城将扬帆起航,与千舸竞沧海,“我们的目标会是更深更远的大海。”

“未来,海上发射将在中国商业航天发射服务中扮演更为重要的角色。”在国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光看来,我国商业航天活动在海射领域的发展势头很旺,但为了今后就能发射更大更强的运载火箭,还需要不断的技术创新,海上发射、回收会成为未来发展的重要方向,“不止东方航天港,随着我国商业航天发射场建设的不断推进,未来可能会出现更多的海上航天母港。”

来源:潮新闻 执笔 王晶 季建荣

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