“向日葵一號(hào)S1星”模型
　　在中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱衛(wèi)星創(chuàng)新研究院）一樓展廳，一個(gè)擁有兩片深藍(lán)色“翅膀”、主體呈金黃色的衛(wèi)星模型，矗立在“承國(guó)家之志、鑄時(shí)代新星”的背景板前，在深藍(lán)色穹頂?shù)挠骋r下，熠熠發(fā)光。衛(wèi)星創(chuàng)新研究院微納衛(wèi)星研究所副所長(zhǎng)張科科告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，它是衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研發(fā)的首顆民用商業(yè)微納衛(wèi)星“向日葵一號(hào)S1星”的模型。
　　微納衛(wèi)星有多小？
　　隨著高新技術(shù)的發(fā)展和需求的推動(dòng)，航天器微小化已成為發(fā)展趨勢(shì)。微納衛(wèi)星以重量體積小、功能密度高、開(kāi)發(fā)周期短、能以更低成本完成很多復(fù)雜空間任務(wù)的優(yōu)勢(shì)，在科研、國(guó)防、民用商業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
　　與動(dòng)輒上千公斤的大衛(wèi)星相比，微納衛(wèi)星的身形真是輕盈多了。張科科說(shuō)：“向日葵一號(hào)S1星”的重量約為100公斤，它的主體和家用飲水機(jī)差不多大小，“不過(guò)在微納衛(wèi)星家族里，它的個(gè)頭不算小”。
　　微納衛(wèi)星家族包括微衛(wèi)星和納衛(wèi)星。就重量而言，微衛(wèi)星的重量從10公斤到100公斤不等，納衛(wèi)星則從1公斤到10公斤不等，統(tǒng)稱為“微納衛(wèi)星”。微納衛(wèi)星如此“輕盈”，得益于新技術(shù)、新器件、新工藝、新材料在航天領(lǐng)域的不斷發(fā)展和逐步應(yīng)用。
　　優(yōu)點(diǎn)多多
　　微納衛(wèi)星雖然體積小，但是本領(lǐng)可不小?！耙活w約100公斤的微納衛(wèi)星能干以往300到500公斤傳統(tǒng)衛(wèi)星干的活兒?！睆埧瓶平榻B說(shuō)，“中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，導(dǎo)航增強(qiáng)型微納衛(wèi)星能協(xié)助北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，讓用戶接收到的導(dǎo)航定位精度達(dá)到厘米級(jí)。”
　　據(jù)張科科介紹，“向日葵一號(hào)S1星”于2018年9月29日發(fā)射升空，星上裝載有星間激光通信、數(shù)字多波束對(duì)地通信和高精度導(dǎo)航定位載荷，采用了模塊化設(shè)計(jì)理念，具有高集成、低成本、功能密度高、實(shí)用業(yè)務(wù)化等特點(diǎn)。至今，它已在軌運(yùn)行1年半有余，超過(guò)了原先1年的預(yù)期“壽命”，各項(xiàng)性能指標(biāo)運(yùn)行良好。
　　“‘向日葵一號(hào)S1星’還有一個(gè)孿生兄弟‘向日葵一號(hào)S2星’，預(yù)計(jì)今年5月下旬發(fā)射?！睆埧瓶普f(shuō)，“‘向日葵一號(hào)S2星’發(fā)射后，兄弟倆能在空中‘握手’，開(kāi)展星間激光通信、地—星—星—地通信試驗(yàn)、導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)驗(yàn)證等工作?！睆埧瓶仆嘎?，它們的升級(jí)版弟弟“向日葵一號(hào)S3星”，也正在“孕育”中，計(jì)劃年內(nèi)發(fā)射。
　　談到微納衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)，張科科表示：“由于微納衛(wèi)星處于低軌組網(wǎng)運(yùn)行，落地信號(hào)強(qiáng)、通信延時(shí)短，手持終端更加輕巧。相對(duì)于地面基站，‘天基’覆蓋更廣，能不受地理位置、人口分布等影響。尤其是‘厘米級(jí)’的精準(zhǔn)定位，在未來(lái)自動(dòng)駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域，作用舉足輕重?！闭?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，微納衛(wèi)星已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航增強(qiáng)、對(duì)地遙感、物聯(lián)通信、空間科學(xué)試驗(yàn)等諸多領(lǐng)域。
　　批量化生產(chǎn)成為可能
　　“向日葵”三兄弟都誕生于微納衛(wèi)星研究所新一代微納衛(wèi)星WN100平臺(tái)，該平臺(tái)可以說(shuō)是微納衛(wèi)星“向日葵”兄弟的搖籃。
　　張科科介紹，該平臺(tái)主要面向?qū)Ш皆鰪?qiáng)、物聯(lián)通信、天基網(wǎng)絡(luò)和組網(wǎng)星座等任務(wù)，專門用于研制百公斤級(jí)以下的各類空間應(yīng)用、新技術(shù)探索、低成本實(shí)用化微納衛(wèi)星。平臺(tái)主要特點(diǎn)包括高性價(jià)比、模塊化設(shè)計(jì)、功能分艙標(biāo)準(zhǔn)接口、標(biāo)準(zhǔn)化綜合電子、高精度三軸穩(wěn)定、電/化學(xué)推進(jìn)模塊可選等。此平臺(tái)研發(fā)的微納衛(wèi)星在星間激光通信能力、大功率能源供給能力、精準(zhǔn)組網(wǎng)與保持能力、軌道維持與離軌能力等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
　　談到此平臺(tái)和以往衛(wèi)星開(kāi)發(fā)平臺(tái)的區(qū)別，張科科坦言：“以往衛(wèi)星都是‘度身定制’，而有了這個(gè)平臺(tái)，我們可以秉承標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的設(shè)計(jì)理念，用流水線方式組裝批量生產(chǎn)衛(wèi)星，這能進(jìn)一步減少研制成本。在測(cè)試方法和管理流程上，我們加入了自動(dòng)化設(shè)計(jì)，能簡(jiǎn)化衛(wèi)星的研制，確保更貼近用戶需求。”
　　“我們的定位是生產(chǎn)中高端、高功能密度、高性價(jià)比的微納衛(wèi)星，”張科科說(shuō)，“目前，我們?cè)诋a(chǎn)品齊套的基礎(chǔ)上，1顆微納衛(wèi)星的組裝、集成測(cè)試和試驗(yàn)時(shí)間是60天左右。將來(lái)，我們的目標(biāo)是1天內(nèi)完成1顆微納衛(wèi)星的批量化生產(chǎn)?！?br/>　　以用戶需求和市場(chǎng)應(yīng)用為導(dǎo)向
　　在衛(wèi)星家族里，微納衛(wèi)星很年輕。張科科提示，“雖然在微納衛(wèi)星研制領(lǐng)域，我們?cè)诟吖δ苊芏?、模塊化微納衛(wèi)星設(shè)計(jì)研制等方面的能力已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，但是和Space X等國(guó)際同行相比，在產(chǎn)品化、批量生產(chǎn)等方面我們還處于跟跑階段?！?br/>　　“面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，以用戶需求和市場(chǎng)應(yīng)用為導(dǎo)向，提供國(guó)際一流實(shí)用化微納衛(wèi)星整體解決方案，是我們衛(wèi)星創(chuàng)新研究院微納衛(wèi)星研究所努力的方向。”張科科說(shuō)。
　　增強(qiáng)導(dǎo)航信號(hào)、提供高精度導(dǎo)航定位服務(wù)是“向日葵”三兄弟的“使命”，“向日葵兄弟”的理想是突破高精度、高可靠導(dǎo)航服務(wù)能力局限，組建天地一體化導(dǎo)航和通信增強(qiáng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，滿足國(guó)內(nèi)需求并惠及“一帶一路”沿線國(guó)家。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2020-05-08 第4版 綜合)