4月24日是第十一個(gè)“中國航天日”，今年航天日的主題為“七秩問(wèn)天路 攜手探九霄”。

從古至今，中國人探索浩瀚宇宙的腳步從未停歇。商業(yè)航天是培育新質(zhì)生產(chǎn)力、建設航天強國的重要力量。2015年《國家民用空間基礎設施中長(cháng)期發(fā)展規劃（2015—2025年）》印發(fā)，鼓勵社會(huì )資本步入航天領(lǐng)域；2025年我國商業(yè)航天完成發(fā)射50次，占我國全年宇航發(fā)射總數的54%；2026年，國家航天局在“中國航天日”新聞發(fā)布會(huì )上介紹，多型重復使用火箭將開(kāi)展飛行驗證，商業(yè)航天將以高水平安全保障高質(zhì)量發(fā)展……10年來(lái)，我國商業(yè)航天加速成長(cháng)，新技術(shù)、新突破、新應用不斷涌現，從星辰大海走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。目前我國商業(yè)航天有何前沿進(jìn)展？哪些曾經(jīng)的太空暢想正照進(jìn)現實(shí)？本期特別報道，我們共同關(guān)注。

——編 者

打造未來(lái)的“太空加油站”

本報記者 劉詩(shī)瑤

浩瀚宇宙中，人造衛星都會(huì )面臨一項難題：當自身推進(jìn)劑（燃料）耗盡，是不是注定隕落？

一顆在軌維護衛星迅速抵近需要加注推進(jìn)劑的衛星，通過(guò)一條柔性機械臂自主尋找加注口，把“油”加滿(mǎn)后駛向下一顆衛星——這是未來(lái)將發(fā)生于太空中的一幕。

前不久，由北京航天馭星科技所屬蘇州三垣航天科技有限公司研制的馭星三號06星，從酒泉發(fā)射場(chǎng)升空入軌。這顆衛星有個(gè)特別的外號——“太空加油站”。作為我國首顆配置柔性機械臂的商用試驗衛星，在距離地面數百公里的高空，它完成了柔性機械臂模擬燃料加注等一系列高難度在軌操作任務(wù)，驗證了大量關(guān)鍵技術(shù)，標志著(zhù)我國商業(yè)航天在空間在軌服務(wù)領(lǐng)域邁出了堅實(shí)一步。

航天馭星副總裁曹夢(mèng)介紹，擔任“加油小衛士”角色的這顆衛星，未來(lái)瞄準的應用場(chǎng)景是在茫茫宇宙中，迅速定位目標衛星的精確位置，再通過(guò)嚴謹周密的變軌操作等，實(shí)現兩顆衛星“穿針引線(xiàn)”般的交會(huì )對接，然后開(kāi)展“加油”步驟。

這顆技術(shù)驗證星最關(guān)鍵的部件是柔性機械臂?！拔覀儎?chuàng )新設計理念，確保柔性機械臂更加輕量化、高靈活、高可靠?！比教霤TO（首席技術(shù)官）陳京說(shuō)。

在模擬加注環(huán)節，這顆技術(shù)驗證星通過(guò)3種控制模式實(shí)現，以適應不同應用場(chǎng)景。陳京介紹，第一種是機械臂收到任務(wù)預設指令后，自主規劃運動(dòng)路徑；第二種需要地面操作人員根據相機畫(huà)面，實(shí)時(shí)生成控制指令，遠程操控機械臂完成對接動(dòng)作；第三種是在視覺(jué)伺服系統的引導下，地面根據柔性機械臂末端拍攝的視覺(jué)靶標信息，規劃運動(dòng)路徑并生成控制指令，引導機械臂完成對接動(dòng)作。

專(zhuān)家認為，隨著(zhù)未來(lái)空間資產(chǎn)越來(lái)越多，包括衛星在內的大量航天器都會(huì )產(chǎn)生推進(jìn)劑加注以及在軌維修的需求?！拔覀兿Ｍ蛟煳磥?lái)的‘太空4S店’，為太空資產(chǎn)提供一站式維護維修解決方案?！辈軌?mèng)說(shuō)。

算力“上天”，實(shí)現“天數天算”

本報記者 竇瀚洋

距離地面約500千米的近地軌道中，12顆計算衛星正在穩定運行。這些配備了高性能星載智能計算單元的衛星群，通過(guò)衛星互聯(lián)互通，共同構建起太空算力網(wǎng)絡(luò )。

算力為何要“上天”？

中國工程院院士、之江實(shí)驗室主任王堅說(shuō)，構建太空計算星座，是為了解決太空算力缺失和人工智能怎么到太空的問(wèn)題，讓現在在太空的數據能夠發(fā)揮出以前無(wú)法發(fā)揮的作用?！拔覀儾皇前训孛鏀祿行陌岬教?，而是把算力和智能送到太空去，讓天上的事情在天上干?！蓖鯃哉f(shuō)。

現在太空大概有800顆在軌遙感衛星，數量還在快速增長(cháng)。但衛星距離地面遙遠，攜帶的計算機計算規模太小，數據傳輸能力和處理能力遠遠不夠，近九成數據在沒(méi)被傳回地面前，就被白白丟棄浪費。

為了不讓人工智能因為缺失算力而缺席太空，之江實(shí)驗室協(xié)同全球合作伙伴打造“三體計算星座”。這個(gè)太空計算基礎設施通過(guò)算力“上天”、衛星互聯(lián)，實(shí)現人工智能模型“上天”。

在位于浙江杭州的之江實(shí)驗室“三體計算星座”指揮中心，遙測數據實(shí)時(shí)傳回，大屏上12顆計算衛星的運行軌跡一覽無(wú)遺。王堅補充道，“三體計算星座”把人工智能模型送到太空，來(lái)處理太空數據，并且保證數據的時(shí)效性?！坝辛藭r(shí)效性后，我們可以想象非常多的應用場(chǎng)景，包括應急救災、城市治理等?！?/p>

截至目前，之江實(shí)驗室的科研團隊已成功完成了10個(gè)人工智能模型與應用的在軌部署與驗證，包括80億參數天基遙感模型、80億參數天基天文時(shí)域模型、1.5億參數“伏羲”氣象模型等。實(shí)驗室計算星座總體部技術(shù)總師李超介紹，“我們的模型可以從地面實(shí)時(shí)上傳和迭代，未來(lái)的智能處理也會(huì )在軌道上就地完成?！?/p>

低軌衛星組網(wǎng)，讓網(wǎng)絡(luò )“隨時(shí)在線(xiàn)”

本報記者 李君強

沙漠深處拍段視頻，立馬就能上傳到朋友圈；遠洋貨輪上，隨時(shí)可以和家人視頻通話(huà)；萬(wàn)米高空的飛機上，手機信號依然滿(mǎn)格……這些場(chǎng)景正一步步成為現實(shí)。

“長(cháng)期以來(lái)，通信網(wǎng)絡(luò )受限于地面基站的覆蓋范圍。一旦進(jìn)入沙漠、海洋等區域，往往就成了‘信息孤島’?！敝袊茖W(xué)院微小衛星創(chuàng )新研究院技術(shù)研發(fā)中心副主任田豐介紹，一張張織在太空中的“網(wǎng)”，正破解這一難題。

前不久，我國成功將衛星互聯(lián)網(wǎng)低軌21組衛星發(fā)射升空，低軌衛星組網(wǎng)明顯提速?！芭c高軌衛星相比，低軌衛星通信速率更快，資費也較低，是當下我國衛星通信發(fā)展的主攻方向?！碧镓S說(shuō)。

“一顆顆低軌衛星組成的星座，能夠實(shí)現把地面網(wǎng)絡(luò )‘搬’上太空的效果，相當于建了一條太空信息高速路?！便y河航天星座通信系統架構師林廣榮表示，我國首個(gè)衛星互聯(lián)網(wǎng)試驗星座“小蜘蛛網(wǎng)”已經(jīng)在空中、地面、海洋等多個(gè)場(chǎng)景完成了低軌應用示范。比如，通過(guò)衛星互聯(lián)網(wǎng)遠程操控，無(wú)人機出色完成了滅火工作；人形機器人通過(guò)低軌衛星同步傳輸視覺(jué)數據，實(shí)現“遠程感知”。

林廣榮說(shuō)，衛星批量制造與發(fā)射技術(shù)的創(chuàng )新，使得低軌衛星互聯(lián)網(wǎng)星座規?；M網(wǎng)提速。

中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所總工程師李俠宇表示，衛星通信正從應急通信、遠洋船舶等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域加速向手機、汽車(chē)、無(wú)人機等大眾消費領(lǐng)域延伸，催生一系列規?；瘧脠?chǎng)景?！笆謾C直連衛星、車(chē)載衛星互聯(lián)網(wǎng)等新應用，既能滿(mǎn)足老百姓在各類(lèi)場(chǎng)景中的需求，也能帶動(dòng)終端、芯片、運營(yíng)等產(chǎn)業(yè)鏈升級，打開(kāi)新的消費市場(chǎng)?！崩顐b宇說(shuō)。

“通信的本質(zhì)，是讓信息不再有邊界?！碧镓S表示，未來(lái)，衛星通信將成為天地一體化的新基礎設施，為各行各業(yè)增添便利、提供支撐。

從技術(shù)驗證邁向規?；虡I(yè)部署，我國商業(yè)航天——

奔赴浩瀚星河 走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)

本報記者 劉詩(shī)瑤

力箭二號遙一運載火箭成功發(fā)射；力鴻一號遙一飛行器亞軌道飛行試驗順利實(shí)現；衛星互聯(lián)網(wǎng)加快建設，多組低軌衛星接連升空……開(kāi)年以來(lái)，我國商業(yè)航天捷報頻傳。

越來(lái)越快的發(fā)射節奏，凸顯了國家政策引導下商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的明顯變化——在政策和市場(chǎng)的雙輪驅動(dòng)下，中國商業(yè)航天正在從技術(shù)驗證加速邁向規?；虡I(yè)部署，構建太空經(jīng)濟的長(cháng)遠未來(lái)。

錨定自主創(chuàng )新，加快火箭可重復使用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)——

“原力—110”液氧煤油發(fā)動(dòng)機作為“引力二號”運載火箭的動(dòng)力心臟，正通過(guò)密集熱試車(chē)驗證復用可靠性，預計“引力二號”運載火箭將于下半年首飛并同步開(kāi)展可回收技術(shù)驗證；“藍焱”220噸級液氧甲烷全流量補燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機完成整機全系統長(cháng)程試車(chē)，加速構建高效率、可重復使用的重型運載動(dòng)力體系；銀河航天完成全球首款大規模全柔性太陽(yáng)翼衛星的發(fā)射入軌……

從火箭到衛星，從上游到下游，商業(yè)航天賽道各方主體正在加快自主創(chuàng )新步伐，助力中國航天低成本、規?；l(fā)展。其中，持續、大規模的火箭發(fā)射需求和目前較高的一次性火箭運力成本，使得火箭可回收關(guān)鍵技術(shù)成為產(chǎn)業(yè)焦點(diǎn)。有專(zhuān)家測算，一旦突破可重復使用技術(shù)，可以讓火箭總發(fā)射成本下降40%—60%。

提高生產(chǎn)效率，把航天裝備變成工業(yè)產(chǎn)品——

強大的生產(chǎn)制造能力是支撐商業(yè)航天高密度發(fā)射的基石。像批產(chǎn)汽車(chē)和手機一樣批產(chǎn)火箭衛星，正在成為商業(yè)航天行業(yè)共識。

力箭二號火箭，芯級和兩個(gè)助推器長(cháng)得幾乎一樣——力箭二號副總師廉潔介紹，這種設計被稱(chēng)作“通用助推器核心”構型，主要部件可批量生產(chǎn)，像“搭積木”一樣造火箭，簡(jiǎn)化制造流程。也正因為關(guān)鍵部件“統一尺寸”，如果發(fā)射時(shí)發(fā)現某個(gè)部件有問(wèn)題，可以快速替換，重新“拼”在火箭上，有利于打造高頻次的發(fā)射能力。力箭二號大型液體運載火箭超級工廠(chǎng)即將全面竣工并投入使用，為火箭規?；a(chǎn)和航班化發(fā)射提供支撐。

從“手搓”到流水線(xiàn)生產(chǎn)，從稀缺品到工業(yè)品，商業(yè)航天正在顛覆著(zhù)人們對航天制造的定義。

銀河航天智慧衛星工廠(chǎng)已構建起100至2000公斤級衛星的完整制造鏈條，年產(chǎn)中型衛星能力穩定在100至150顆，衛星研制周期較傳統模式縮短80%。

發(fā)射基地也加速提質(zhì)增效。在海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，為保障長(cháng)征八號火箭，一號工位可以實(shí)現“7天發(fā)射、7天恢復”的快速響應能力。

集聚創(chuàng )新要素資源，形成商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)集群——

全國多地加快布局商業(yè)航天，構建更加完備的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

在北京，一座規劃了衛星研發(fā)區、衛星運營(yíng)區、衛星應用區等板塊的衛星小鎮正在建設，將配套建設衛星展示中心、衛星交流中心、衛星孵化中心等機構。離此不遠的“火箭大街”聚集多家商業(yè)火箭企業(yè)，構建“上下樓即上下游”的緊密型產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

在山東煙臺海陽(yáng)，東方航天港打造商業(yè)航天全鏈條，一條“航天大道”將火箭總裝測試廠(chǎng)房、衛星產(chǎn)業(yè)園、數據應用中心與發(fā)射碼頭緊密串聯(lián)，火箭在總裝廠(chǎng)房誕生后，僅需十幾分鐘車(chē)程，便能直接運抵專(zhuān)屬碼頭，平穩地移上發(fā)射船。

近年來(lái)，國家密集出臺一系列支持商業(yè)航天發(fā)展的利好政策。隨著(zhù)衛星數據與數字經(jīng)濟、智慧城市等領(lǐng)域深度融合，商業(yè)應用場(chǎng)景不斷拓展，市場(chǎng)環(huán)境更加開(kāi)放、有序，商業(yè)航天將為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展注入更多新動(dòng)能。