2021年1月15日凌晨，印度尼西亞蘇拉維西省發(fā)生了6.2級地震。地震發(fā)生后，政府間國際組織GEO（地球觀測組織）向各國航天機(jī)構(gòu)發(fā)出請求，希望利用各國的遙感衛(wèi)星對災(zāi)區(qū)進(jìn)行成像，為當(dāng)?shù)卣M(jìn)行災(zāi)情評估與災(zāi)后救援提供支持。
1月17日晚上，印尼政府收到全球第一份有效的災(zāi)區(qū)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，而拍下這份數(shù)據(jù)的，是發(fā)射升空尚不滿一個月的海絲一號衛(wèi)星。
2020年12月22日中午12時37分，天儀研究院聯(lián)合中國電科38所、廈門大學(xué)等單位研制的海絲一號搭載長征八號運(yùn)載火箭成功發(fā)射。這是一顆合成孔徑雷達(dá)（SAR）遙感衛(wèi)星，2020年12月25日，海絲一號衛(wèi)星成功獲得首批在軌圖像，這不僅填補(bǔ)了中國商業(yè)SAR衛(wèi)星的空白，同時也使天儀研究院成為國內(nèi)首家運(yùn)營SAR衛(wèi)星的商業(yè)公司。
對于成立5年的天儀研究院而言，海絲一號衛(wèi)星的成功發(fā)射意義重大，因?yàn)樗馕吨靸x研究院正式實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星研制商向衛(wèi)星數(shù)據(jù)運(yùn)營商的跨越。
天儀研究院聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO任維佳近日在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道專訪時表示，天儀從成立之初就有一個基本的判斷，即衛(wèi)星制造的市場前景極其有限，未來更大的市場，一定是通過衛(wèi)星進(jìn)行對地服務(wù)。
過去幾年，天儀研究院的發(fā)展路徑也日漸清晰：首先是通過自主研發(fā)衛(wèi)星，將衛(wèi)星成本降下來，然后把衛(wèi)星批量送入太空，形成大規(guī)模的星座，接著就可以向地面提供具有性價比的衛(wèi)星服務(wù)。
截至目前，天儀研究院共完成了12次太空任務(wù)，并成功發(fā)射了21顆小衛(wèi)星。任維佳向記者透露，按照天儀的規(guī)劃，在未來3-5年內(nèi)，天儀將完成96顆SAR遙感衛(wèi)星星座的組網(wǎng)。屆時，對全球絕大部分地區(qū)，天儀的衛(wèi)星基本可以保證每小時至少一次的覆蓋頻率。
雷達(dá)衛(wèi)星VS光學(xué)衛(wèi)星
遙感衛(wèi)星一般分為光學(xué)遙感衛(wèi)星和雷達(dá)遙感衛(wèi)星兩種，關(guān)于光學(xué)衛(wèi)星和雷達(dá)衛(wèi)星的區(qū)別，任維佳打比方說，光學(xué)衛(wèi)星就像是相機(jī)，而雷達(dá)衛(wèi)星像是X光片，從裸眼效果看，雷達(dá)衛(wèi)星確實(shí)不如光學(xué)衛(wèi)星細(xì)膩，但是，雷達(dá)衛(wèi)星的很多優(yōu)勢也是光學(xué)衛(wèi)星無法比擬的。
首先是雷達(dá)遙感衛(wèi)星不受天氣以及不受白天黑夜的影響，但光學(xué)衛(wèi)星的限制條件就非常多，可能一片云就能遮擋它的拍攝，更不用說下雨或者大霧天氣了，而且在夜晚，光學(xué)遙感幾乎無法工作。
“所以，如果一個衛(wèi)星能夠連續(xù)幾天在同一個地方出圖，那基本就是雷達(dá)衛(wèi)星”，任維佳說，“我和別人聊天時經(jīng)常說，你沒用（光學(xué)）衛(wèi)星拍過照片，就不知道地球上的云有多么多，如果不考慮各種輔助手段，光學(xué)衛(wèi)星的拍照成功率只有10%左右”。
除此之外，由于雷達(dá)衛(wèi)星工作在微波波段，與可見光波段有很大不同，所以雷達(dá)衛(wèi)星還可以獲得一些人眼和光學(xué)衛(wèi)星感知不到的信息，以實(shí)現(xiàn)多種不同的應(yīng)用。
據(jù)任維佳介紹，雷達(dá)衛(wèi)星具有一定穿透性，可以穿透草皮，看到草皮下面土壤的粗糙度和干濕度；此外，雷達(dá)衛(wèi)星還可以獲取目標(biāo)的相位信息，根據(jù)這個相位信息可以監(jiān)測地表幾毫米量級的沉降變化。
這些技術(shù)，在國家宏觀層面一直都在用，但是到了微觀層面，大家用得就很少，因?yàn)槟壳�，這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)還缺少時效性。
比如印尼地震后，天儀研究院提交衛(wèi)星圖像已經(jīng)是三天后，但這仍然是全球第一張，從救災(zāi)的角度，如果災(zāi)害發(fā)生后，立刻就能獲得一張圖像，那肯定是最理想的。
再比如某地農(nóng)業(yè)局曾與任維佳進(jìn)行過交流，他們說農(nóng)業(yè)非常重視節(jié)氣，如果衛(wèi)星能按照不同節(jié)氣提供全景圖，那對掌握農(nóng)情非常重要。但現(xiàn)實(shí)情況是，他們現(xiàn)在每個季度才能得到一張圖，非常滯后。
“所以，當(dāng)遙感解決時效性問題時，它會迸發(fā)出一個巨大的市場。我們相當(dāng)于站在上帝視角，地球表面的各種狀態(tài)都能隨時掌握�！比尉S佳說。
海絲一號的大冒險(xiǎn)
天儀規(guī)劃的SAR衛(wèi)星星座，希望解決的就是時效性問題，但在此之前，作為一家商業(yè)公司，天儀研究院首先要解決的，是如何用更高效、經(jīng)濟(jì)的方式生產(chǎn)SAR衛(wèi)星。
海絲一號身上，便體現(xiàn)了天儀研究院諸多大膽的創(chuàng)新。據(jù)任維佳介紹，在衛(wèi)星架構(gòu)上，天儀打破了原先衛(wèi)星“抱著”雷達(dá)的模式，在國內(nèi)首次采用了雷達(dá)和衛(wèi)星一體化的設(shè)計(jì)，這使得其它指標(biāo)相近的SAR衛(wèi)星的重量還在300公斤級別時，海絲一號的重量只有185公斤。
其次，海絲一號沒有選用成本極高的軍工級器件，而是采用工業(yè)化產(chǎn)品來替代，這樣不僅讓衛(wèi)星成本降了幾十倍，同時，也讓衛(wèi)星的體量降了幾倍。
此外，海絲一號還采用了整星可折疊的設(shè)計(jì)，這使其在發(fā)射的時候，占用的火箭空間更小。任維佳說，以往的雷達(dá)衛(wèi)星發(fā)射，都是作為火箭發(fā)射的主任務(wù)，但海絲一號卻是塞在火箭的一個角落里搭上去的，這樣一來，火箭發(fā)射的成本又進(jìn)一步降低。
最后是在流程優(yōu)化，以往，雷達(dá)衛(wèi)星發(fā)射之前，都提前到發(fā)射場進(jìn)行長達(dá)一兩個月的全流程測試，但海絲一號的發(fā)射場測試只用了三天左右。
任維佳說，以前做發(fā)射前測試，基本相當(dāng)于在發(fā)射場重建一個實(shí)驗(yàn)室，成本極高。但海絲一號只做了最簡單的加電測試，各種展開測試都沒做，中間的測試成本又降低幾十倍。
事實(shí)證明，天儀的這次冒險(xiǎn)成功了。任維佳表示，創(chuàng)新不只是技術(shù)的創(chuàng)新，基于我們對過程的理解，去掉一些不必要的流程，這也是一種創(chuàng)新。
當(dāng)然，這也是商業(yè)航天和國家隊(duì)在理念上的一些區(qū)別，國家隊(duì)為了保成功，他會不惜一切代價來降低風(fēng)險(xiǎn)，而作為商業(yè)公司，則要算總賬。
“如果不做測試有10%的風(fēng)險(xiǎn)，那我一定會去控制，但如果只有0.1%的風(fēng)險(xiǎn)，那我寧愿冒險(xiǎn)。在這個時候，對于商業(yè)航天來說，不追求所有任務(wù)100%成功�！比尉S佳稱，“比如一顆衛(wèi)星需要花費(fèi)一個億才能確保它能夠一次性成功，那我們寧可把衛(wèi)星的成本降低到一千萬，哪怕失敗兩次再成功，那么這顆衛(wèi)星的單星成本也就只要三千多萬。但是如果把成本降到一百萬呢？哪怕失敗10次，那整個的成本才一千萬。但是如果真的一千萬就可以發(fā)一顆衛(wèi)星，成本就降了10倍�！�
換個方式玩航天
回顧過去幾年，任維佳認(rèn)為天儀研究院能走到今天，就是通過一次又一次冒險(xiǎn)博出來的�！拔覀冋J(rèn)為商業(yè)航天的本質(zhì)上是為了降成本而創(chuàng)新試錯、不斷迭代的過程。雖然過程中遇到了太多問題，但只要能看清楚方向，就需要堅(jiān)決的行動，創(chuàng)新都是干出來的。”
任維佳告訴記者，當(dāng)初出來創(chuàng)業(yè)，就是因?yàn)?014年接觸到資本市場以后，突然發(fā)現(xiàn)很多事情還有另一種打開方式，所以他才決定要換個方式玩航天。
2015年，任維佳從中國科學(xué)院離職，與現(xiàn)任天儀研究院CEO楊峰一起創(chuàng)辦了天儀研究院。
當(dāng)時，在任維佳的建議下，天儀選擇科研小衛(wèi)星作為切入領(lǐng)域。任維佳說，從科研衛(wèi)星起步，一方面是因?yàn)榭蒲行l(wèi)星的要求相對較低，更適合天儀在發(fā)展初期進(jìn)行技術(shù)積累，另一方面，則是做科研衛(wèi)星，更符合天儀的基因。
創(chuàng)辦天儀研究院之前，任維佳曾參與過神舟四號、神舟五號、神舟六號、神舟七號、神舟八號、天宮一號、天宮二號、天舟一號及載人空間站等任務(wù)，當(dāng)時他主要負(fù)責(zé)的正是飛船上的各種科學(xué)研究。此外，在2003年-2007年時，任維佳也參與完成過一個地面衛(wèi)星的研制，所以他對整個衛(wèi)星的制造過程都十分熟悉。
但是，當(dāng)任維佳開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制天儀研究院的第一顆衛(wèi)星“瀟湘一號”時，他也體驗(yàn)到了作為一家創(chuàng)業(yè)公司的艱辛�！爱�(dāng)時整個公司有20多人，其中技術(shù)團(tuán)隊(duì)有15個左右，但是，這里面干過航天的，只有我一人�！比尉S佳說。
在這樣的狀態(tài)下，不到1年的時間，任維佳帶著團(tuán)隊(duì)硬著頭皮完成了這個幾乎不可能完成的任務(wù)，把衛(wèi)星造了出來。2016年11月10日，瀟湘一號衛(wèi)星搭載長征十一號運(yùn)載火箭成功發(fā)射，但是，上天沒有多少天，瀟湘一號就與地面失聯(lián)。
這是天儀研究院的首顆衛(wèi)星，它的失聯(lián)幾乎給天儀帶來了滅頂之災(zāi)。任維佳說，一方面是成本，這顆星失敗后天儀需要自己承擔(dān)成本再發(fā)一顆，另一方面則是資本市場的信任，當(dāng)時很多投資人看到你衛(wèi)星出問題了就不愿意投資了，這也讓天儀差點(diǎn)走不下去。
現(xiàn)在回過頭看，任維佳覺得當(dāng)時的天儀就是“無知者無畏”，但也正是憑借這份無畏，讓天儀在成立第一年就完成了衛(wèi)星制造、發(fā)射全流程的驗(yàn)證，雖然出現(xiàn)重大挫折，但過程中讓天儀完成了很多關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證，這也為后面的衛(wèi)星研制奠定了基礎(chǔ)。
此后，天儀繼續(xù)以每年1~2個輪次的速度快速迭代，從沒能完成大部分任務(wù)的“瀟湘一號”到令行業(yè)矚目的“海絲一號”，如果按照循規(guī)蹈矩的做法，這些衛(wèi)星的發(fā)射可能都變得遙遙無期。
（作者：白楊 編輯：張偉賢）
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