2022-03-30 14:15·人民日报
3月29日,我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号改运载火箭,搭载发射的浦江二号和天鲲二号卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
郑斌 摄
此次发射意义不一般,这是我国首型固体捆绑中型运载火箭长征六号改火箭的首飞,标志着我国新一代运载火箭家族再添新成员,进一步完善了我国新一代运载火箭的型谱。同时,也是我国首个智慧化发射场——太原卫星发射中心9A发射工位第一次执行航天发射任务。
国内首款“混合动力”运载火箭
“长征六号改运载火箭成功首飞,实现了我国固体捆绑等一系列技术新突破,推动新一代运载火箭迈向更高效、更智能、更安全的发展路径。”中国航天 科技 集团八院长六改运载火箭总指挥洪刚介绍说。
据介绍,长征六号改全箭总长约50米,起飞推力7230千牛,起飞质量约530吨,可实现 700公里太阳同步轨道运力不小于4吨,综合性能及成本具有较强竞争力。
专家表示,目前长征系列运载火箭发射已超过400次,还没有固体捆绑火箭的先例。长六改运载火箭作为我国第一型“混合动力”的新一代长征系列运载火箭,可充分发挥液体发动机性能高、工作时间长和固体发动机推力大、工作可靠、使用维护简单的综合优势,大幅提升我国进入空间、利用空间、 探索 空间的能力。
具体来说,长征六号改运载火箭与其他长征系列中型运载火箭不同之处在于,它首次采用液体芯级捆绑四枚固体助推器,充分结合固体动力推力大、响应快和液体动力推力稳、比冲高的各自优势,四个固体助推器为全箭提供了近70%的推力。固体助推发动机研制单位中国航天 科技 集团四院专家介绍说,火箭捆绑的四枚固体助推发动机均为首次上天飞行,试验的成功标志着固体动力进入了我国主流运载火箭领域,实现了我国航天固体动力技术的重大突破。
郑斌 摄
洪刚介绍说,长征六号改火箭实现了“混动火箭”“智能诊断”“无人值守”等一系列技术突破。例如,“混动火箭”更加高效。固体燃料和液体燃料发动机“跨界合作”的综合优势,让火箭可靠性更高、性价比更优。“ 健康 管家”则让火箭更加智能、安全。长征六号改火箭芯一级设置了智能 健康 诊断系统,当“点火”指令下达后, 健康 诊断系统进入工作模式,一旦出现非正常的突发状况, 健康 诊断系统将立刻做出判断,实施自动紧急关机,同时助推器的固体发动机将不再点火。此外,长征六号改火箭无人值守技术让发射变得更安全。在火箭发射前4小时,发射场前端 *** 作人员全部撤离发射塔架,火箭通过无人值守技术完成后续的发射流程。
专家表示,长六改火箭采用了模块化、组合化、系列化设计,后续可通过助推器的调整,形成多种构型,打造运载能力覆盖范围广、梯度合理、性价比高的运载火箭系列,满足未来卫星多样化的密集发射需求。
我国首个智慧化发射场投入使用
此次发射,不仅是长征六号改火箭首飞,也是我国首个智慧化发射场太原卫星发射中心9A发射工位,首次执行发射任务。
据介绍,作为我国首个智慧化发射场,太原卫星发射中心9A发射工位运用物联网技术对地面设施设备进行统一的数据采集和整合,并通过大数据技术进行梳理融合,实现了全系统态势感知、全过程智能管控以及全流程驱动保证支持,大大提升了航天发射效率和发射指挥系统稳定性、安全性。9A发射工位的使用对未来进一步简化发射流程、提升发射效率、增强发射稳定性安全性意义重大。
依托太原卫星发射中心新建的9A发射工位,可实现固体助推器在发射场直接安装,以及长征六号改火箭14天快速发射,满足中低轨道卫星高密度发射需求。9A发射工位也改变了以往火箭临射前还需要大量工作人员在近端 *** 作的传统模式,实现了火箭发射点火前4小时无人值守,一系列 *** 作由智慧发射系统实现远程集中控制。
在太原卫星发射中心从事加注工作28年的技术人员吉坤介绍说,火箭燃料加注是一个极其危险的岗位,尤其是低温液氧的沸点达到零下183摄氏度,一旦喷溅到身上将会引起严重烧伤、冻伤。之前燃料加注过程中, *** 作手要在火箭旁开展管路连接、状态核对、软管拆卸等工作。如今,新发射工位无人值守技术的应用,实现了加泄连接器自动对接和自动脱落,这是航天 科技 飞速发展的缩影。
在长六改送入轨道的卫星中,浦江二号卫星主要用于开展科学试验研究、国土资源普查等任务,天鲲二号卫星主要用于开展空间环境监测技术试验验证。
其中天鲲二号卫星是一颗由中国航天科工集团二院空间工程公司研制的新技术试验卫星。2017年,具有完全自主知识产权的首颗卫星天鲲一号卫星成功发射,拓展了我国小型低轨通用卫星平台型谱。天鲲二号卫星继承了天鲲一号卫星高功能密度的特点,同时具有更低成本、更小型化,是又一个具有国内领先水平的创新性成果。天鲲二号卫星具备良好的性价比,能够满足空间科学探测、在轨服务、新技术验证等多样化复杂任务的功能需求,有效提升了小卫星空间多任务适应能力。
(人民日报 余建斌)
据报道,中国航天科工四院院旗下航天行云科技有限公司今天揭牌,并正式启动“行云工程”天基物联网卫星组建工作,该工程计划发射80颗行云小卫星,建设我国首个低轨窄带通信卫星星座,打造最终覆盖全球的天基物联网。
中国航天科工四院副院长、行云公司董事长张镝表示,现阶段,全球超过80%的陆地及95%以上的海洋,移动蜂窝网络都无法覆盖。但有了天基物联网,这一切都有望被改写,海洋、岛屿、沙漠等地或能轻松互联。
所谓天基物联网,是指通过卫星系统将全球范围内各通信节点进行联结,并提供人-物、物-物有机联系的信息生态系统,具有覆盖地域广、不受气候条件影响、系统抗毁性强、可靠性高等特点,具有广阔的应用前景。
张镝说,行云科技致力于研制和发射在低轨道运行的小卫星并组网形成星座,建设天基物联网,实现全球范围内物联网信息的无缝获取、传输与共享,同时构建包括云计算、大数据等服务的信息生态系统。
2017年1月,“行云工程”首颗技术验证星“行云试验一号”卫星乘快舟一号甲运载火箭已成功发射入轨。
如今,“行云工程”进入卫星星座的正式组建阶段。
根据计划,行云科技的80颗行云小卫星,将分α、β、γ三个阶段逐步建设系统。其中α阶段,计划建设由“行云二号”01星与02星组成的系统,同步开展试运营、示范工程建设;β阶段,将实现小规模组网;γ阶段将完成全系统构建,并进行国内以及“一带一路”等国外市场的开拓。
2020年以来,我国的航天事业进入了新的里程碑,在这一年里,突破了很多航天事业的瓶颈,标志着我国航天事业的进一步发展。目前我国航天事业发展迅猛,在未来有望追赶美国成为全球第一的航天国。
回望2020年,在这一年里,我国的航天事业硕果累累,航天成就一个接着一个先是我国的北斗三号全球卫星导航系统开启。随后便是我国的嫦娥五号探月,在月球带了两公斤的土回来,这边嫦娥五号刚一发射,那边天问一号已经发回消息,距离地球已经超过了一亿公里正在向火星迸发。可以说2020虽然结束了,但2021年我国的航天事业必将踏浪而行。
最早引起人们注意的就是我国的通讯技术卫星五号成功发射,在我国的西昌卫星发射中心,通讯卫星五号通过长征三号乙运载火箭发射升空。卫星顺利进入地球轨道,其实这并不令人惊讶,因为长征系列的运载火箭已经成功飞行324次了,这是长征三号甲戏火线第109次将我国的卫星送入太空。这一次送入太空的是我国的五号通讯卫星,五号通讯卫星要比我国以往的通讯卫星覆盖范围更广,通讯距离更远,而且这次的通讯卫星通讯频率也不一样,带宽要比以往的通讯频率很宽很多,所以说这次五号通讯卫星可以不受地形和地域等特点实施全国移动通讯网络实时覆盖。
嫦娥五号更不用说了,登月一直是我国的梦想,自从美国人阿姆斯特朗登月之后,地球上再无一个国家可以成功登月。目前嫦娥五号已经为我国登月做出了进一步的准备,希望在不久的将来,五星红旗可以飘扬在月球上。
2021年对中国通信产业而言是个标志性的年份。随着同年8月工信部宣布我国5G基站数与终端连接数占全球比重均超过70%,中国已建成全球规模最大的地面通信网络。而新的目标,正在向空间通信进发。值得注意的是,将低轨卫星通信需使用的非地面波(NTN)技术纳入5G范畴,正是全球通信标准制定组织3GPP正在努力的目标。2021年9月,3GPP公布5G技术标准的R17版本将于2022年冻结发布,标准将首度引入非地面波技术,以作为5G标准的一部分。业内广泛认为,这对于移动与卫星通信产业而言,将是一座重要里程碑。
TrendForce研报预估,截至2022年全球卫星市场产值将有望达2950亿美元,年增长率达33%。尤其是在我国,受物联网需求与有限轨道资源驱动。预计2021 2035年我国卫星互联网总产值或可达93377亿美元。
标准先行 与5G互补融合
卫星互联网的提出由来已久,早在上世纪80年代末,摩托罗拉便提出了“铱星”计划,但在地面网络尚未完善的彼时,该计划也因实现成本过高而终告流产。直至近年来伴随5G网络的演进,卫星通信的优势才重新显现,并获得重视。
中国信科集团副总经理陈山枝博士此前接受采访时曾表示,低轨卫星通信的定位应该是与5G实现差异化互补,到6G时代,陆地移动通信和低轨卫星通信则将实现有机融合,包括架构融合、空口融合及终端融合等层面。
更为重要的是,对于目前的5G网络而言,支撑各垂直行业的物联网应用连接则是更为紧迫的任务,据中国互联网协会今年7月发布的最新报告显示,到2025年,我国移动物联网连接数将高达801亿个,年复合增长率达141%;全球则预计将有309亿台物联联网设备接入。
天风证券研报指出,低轨卫星互联网将成为2022年电子行业的关键趋势之一。预计在相关企业推动下,低轨卫星服务与相关零部件出货量将在2022年显著成长,低轨道卫星服务供应商将优先受益。
企业探路 卫星发射迈入活跃期
与任何产业的崛起路径类似,企业的先行 探索 也成为我国低轨卫星市场寻求突破的重要特征与趋势。
供应链拆解信息显示,卫星产业生态链包括卫星制造、卫星发射、卫星地面站、卫星服务四大领域,目前产业阶段以卫星制造与发射为主,在国内,领衔这一环节的为两大央企巨头——中国航天 科技 和中国航天科工。
公开信息显示,在星链计划诞生的2015年同年,中国航天 科技 和中国航天科工便同时公布了各自的低轨卫星项目——“鸿雁”和“虹云”,两者计划各自发射300颗和156颗低轨通信卫星,并将于2023年建设完成,其中,两大系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。
值得注意的是,在“鸿雁”和“虹云”两大工程完工前,我国还于2018年部署了首个低轨卫星物联网系统工程“天启 星座 ”。官方信息显示,这一系统由38颗低轨卫星组成,目前已成功发射15颗,并计划于2022年部署完成,届时能够解决70%以上陆地、全部的海洋及空中物联网数据通信覆盖盲区问题。
同时,中国航天科工也牵头推出了天基物联网 星座 “行云工程”,中国航天三江集团所属航天行云 科技 有限公司董事长钱微表示,目前项目第一阶段建设任务已圆满完成。计划在2022年完成第二阶段共12颗卫星的发射任务,并完成小规模组网。据其透露,届时该工程将会在集装箱运输监管、地质灾害监测、电网传输安全监管、油气勘探以及水利水务监管等诸多领域发挥作用。
而在央企之外,民营卫星发射企业也开始站上舞台中央。以银河航天为例,继今年5月与中国信通院成功合作开展一系列低轨卫星 星座 体制技术试验后,该公司又于今年10月与北京邮电大学合作,初步完成了5G卫星接入组网通信测试。
“随着国家队与民营航天企业同时在低轨卫星发射上发力,预计2022年国内卫星发射次数有至少2倍的倍数级增长。”张毅预计。
领航产业 政策加速落地
为了护佑引领低轨卫星产业的 健康 发展,我国中央与地方层面近年来也出台了多条产业政策。
国家层面,2020年4月,我国首次提出“新基建”计划,卫星互联网被纳入其中的通信网络基础设施范畴。2021年3月,我国“十四五”规划出炉,明确提出将建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施,打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系,建设商业航天发射场。
2021年11月,工信部对外发布《“十四五”信息通信行业发展规划》(以下简称“《规划》”),进一步在“十四五”规划总体目标基础上细化,提出包括全面部署5G、千兆光纤网络、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等新一代通信网络基础设施5项重点任务。
《规划》指出,加快布局卫星通信,加强卫星通信顶层设计和统筹布局,推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展;推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合,初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络,为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务;积极参与卫星通信国际标准制定;鼓励卫星通信应用创新,促进北斗卫星导航系统在信息通信领域规模化应用,在航空、航海、公共安全和应急、交通能源等领域推广应用。
《北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案》则指出,超前布局6G网络,支持发展下一代信息通信网络、通信感知一体化、通信与人工智能融合、星地一体融合组网、通信网络内生安全等通信融合技术,协同开展6G相关的高端芯片、核心器件、仿真验证平台等攻关研制。
对于各地的政策加持,张毅分析称,卫星的发射需要极高的技术积累与资源调配能力,短期内在政策利好背景下诞生的企业很难具备航天发射需要的能力,而从地方政策的内容指向看,也更多会是材料、遥感、无线、芯片等产业链配套企业,后者在2022年会有明显的数量增长。
此外,张毅认为,中央与地方产业政策的密集出台,反映了卫星产业建设将在各地加速落地。随着商业卫星发射在2022年进入活跃阶段,2022年低轨卫星市场规模也将迎来进一步的增长。中国航天工业的成就如下:1 经过50多年的开拓发展,在党中央、国务院的正确决策和领导下,航天事业经历了发展导d、运载火箭、卫星和载人航天几个阶段,现已形成体系和规模。2017年6月,中国硬X射线调制望远镜飞上太空。它可以观测黑洞、中子星、伽玛射线暴等正在爆发的活动天体。面向未来,中国人永远不会停止对星空奥秘的追问。未来五年,中国计划研制并发射五颗新的科学卫星;基于高能电子和γ射线的X射线属性、能量和空间分布的科学探测将进一步深化,中国有望在空间科学探测方面取得新的重大突破。2在卫星方面,我们国家已经拥有通信、遥感、资源、导航定位、气象、科学实验、海洋七大系列卫星。中国是世界上第五个把卫星送上天空的国家,第三个掌握卫星回收技术的国家,第五个自主研制并发射地球静止轨道通信卫星的国家。3运载火箭方面,截至2017年,我国共有12种不同型号的长征运载火箭,具备近地轨道95吨、同步转移轨道52吨的运载能力。4在TT&C通信领域,建立了覆盖中国、太平洋和非洲的空间TT&C网络,基本满足了TT&C空间活动的需求。5在地面和应用系统方面,已建成包括中国遥感卫星地面站、国家卫星气象中心、国家卫星海洋应用中心、中国资源卫星应用中心等卫星地面和应用系统。长征系列运载火箭长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。长征运载火箭始于20世纪60年代。1970年4月24日,长征一号运载火箭首次成功发射东方红一号卫星。长征火箭已退役现役4代17型。其中,长征一号、长征二号、长征二号E、长征三号、长征四号A 5款已退役;长征2 C、长征2 D、长征2 F、长征3 A、长征3 B、长征3 C、长征4 B、长征4 C、长征5、长征6、长征7、长征11服役。此外,长征五号乙、长征六号甲、长征七号甲、长征八号四个型号正在研究中,长征十一号甲、长征九号两个型号正在论证中。
2021年2月10日晚,我国首个火星探测任务田文一号探测器实施近火捕获制动,轨道器3000N轨道控制发动机点火约15分钟。探测器成功进入高度约400公里、周期约10个地球日、倾角约10°的近火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星,第一步实现了“绕、着陆、巡视”目标。
《长征三号》发射成功。
2021年2月10日晚,我国首个火星探测任务田文一号探测器实施近火捕获制动,轨道器3000N轨道控制发动机点火约15分钟。探测器成功进入高度约400公里、周期约10个地球日、倾角约10°的近火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星,第一步实现了“绕、着陆、巡视”目标。2021年2月24日,我国首个火星探测任务“田文一号”探测器成功实施第三次近火制动,进入近火点280公里、远火点59万公里的火星停泊轨道,周期为两个火星日。预计将在该轨道稳定运行三个月左右。在首次火星探测任务已经从地火转移阶段进入火星捕获阶段后,田文一号轨道器搭载的中分辨率相机、高分辨率相机、磁强计、矿物光谱分析仪、离子和中性粒子及能量粒子探测器等载荷将陆续开始工作,对火星进行多维度探测。自2020年7月23日成功发射以来,田文1号探测器已经飞行了202天,完成了一次深空机动和四次中途修正。到达火星时,飞行里程约475亿公里,距离地球约192亿公里,仪器与地面通信单向时延约107分钟。所有系统都处于良好状态。经过多次轨道调整后,田文1号将进入火星停泊轨道,探索预选着陆区。计划于2021年5-6月登陆火星并进行巡视探测。
6月23日9时43分,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌发射成功。到此,北斗导航系列卫星55颗全部圆满发射。
一、我国北斗导航卫星的建设进程北斗卫星系统的建设始于1994年,到2020年完成北斗三号的组网,北斗卫星导航系统历时26年时间才得以全部完成。
2000年10月和12月,长三甲火箭成功发射第1、第2颗北斗一号卫星,首次实现我国卫星导航系统从无到有的跨越。
2004年,我国启动北斗二号系统工程建设,通过长达8年的时间将14颗卫星(5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星)发射组网,将服务范围从中国扩大至亚太区用户。
2009年,我国启动北斗三号系统工程建设。北斗三号系统共有30颗卫星,包括24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球同步静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星。
至此,我国的北斗卫星导航系统实现全球化,可向海外用户提供基本导航服务。
二、全球已经有了GPS,我国为什么还要研制北斗三号导航卫星?个人认为这是一个国家的发展战略问题。如果依赖于美国的GPS,就会使我国社会生产的发展受制于美国。
比如,最开始只有美国建成了GPS时,美国在GPS上加入了信号干扰,人为的降低民用频道的定位精度。直到俄罗斯研制出了格洛纳斯,美国害怕GPS失去民用市场,这才把信号干扰去掉。
在我国不如美国强大的时候,美国会允许我国使用他们的技术,而一旦我国在经济、科学等领域要超越美国时,美国必然会打压我国。例如,当我国经济发展势头迅猛,有超越美国之势时,美国就对我国启动了贸易战;当华为5G技术领先于美国时,美国就利用国际霸主地位全面封锁打压华为芯片制造与网络布局。这都是有目共睹的事实。
卫星导航系统是一个国家重要的空间基础设施,甚至是基础设施中的支撑和基础。如果这些基础设施依赖于美国的关键技术,当我国强大到令美国感到对他们有威胁时,必然就会停止对我国的供应,并且一定还会对我国进行技术上的封锁与压制。
所以,从这个角度来讲,我国必须要有高远的眼光和长远的规划。
我国发射的北斗卫星导航系统的核心组件100%都是我国自主研发生产的。不依赖任何其他国家。所有国家将在卫星导航的应用层面上都制约不了我国。
三、北斗卫星导航对我国产业有什么影响?根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》,2020年我国的卫星导航产业规模将达到4000亿元,其中北斗卫星导航系统及其兼容产品的贡献率达到60%,重要应用领域达到80%以上。
例如,2015年,除智能手机外的北斗导航终端产品销量只占全部终端产品的5%,而2019年这一比例达到了19%。
导航系统在很多领域有重大的应用。例如,目前自动驾驶发展方面,增强定位功能是其中必不可少的环节。还有其他共享交通工具、智能手机、无人机、物联网、穿戴设备等终端在导航系统的支持下将会有快速的发展。这些都是未来经济发展的必不可少的产业。
四、北斗卫星导航对个人生活有什么影响?北斗卫星导航对我们个人生活有着多方面的影响。比如上个月底,昆明有12位老人和3个小孩自驾到云南怒江旅游。结果遭遇山体滑坡导致信号设施破坏,家人电话打不通,从而失联。这时就可以通过卫星导航进行定位搜救。
再如利用北斗定位技术,将来在市场上买菜时,用手机扫一扫二维码,就可以追踪到蔬菜的生长地点、以及管理环节施过哪些肥料等。
北斗导航的优势主要有两个:
一是卫星能主动找到定位设备。它采用了有源和无源结合的方式,人们在使用无源方式时,卫星就可以主动找到定位的设备,无需设备向卫星发射信号。这样,我们在定位时就更轻松、方便了。
二是高精度定位。我国的北斗定位精度在设计上高于美国的GPS和欧洲的伽利略导航系统。例如,ofo小黄车与北斗导航共同推出北斗智能锁,小蓝单车利用北斗地基增强系统实现了米级定位等。
相信我国的北斗导航系统在世界上会有越来越多的国家使用,极大惠及世界人民,大大提升我国的世界影响力。同时,也会大力促进我国的经济发展。
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