我们为什么要发这么多“小”卫星?
天仪研究院第8次太空任务徽章
文|杨峰,天仪研究院CEO 航天领域创业者
前天早上,我们完成了天仪研究院成立三年多来的第8次发射,第14颗卫星。
目前,潇湘一号07星已收到遥测,星上两级折叠帆板正常展开,进入稳定工作模式。已完成平台部件与通信链路确认,表现优异。
" 快"一直是天仪特色的标签之一,这种发展速度令很多国际同行都感到惊叹,我们希望这种靠速度为特色的天仪模式,能够成为航天圈内的一种新模式,能够为中国航天提供有力的补充。
在这种速度和频率下,发射已经成为我们工作和生活中的一部分,是一件平常的事情。如果没什么必要的事情,我们不会在发射场留人,因为这样人力成本不合算。
发射成功我们挺高兴的,我们这代卫星人,希望像造汽车、造计算机一样造卫星,以后要把几千颗几万颗卫星送上天,就像你把第一辆解放牌卡车送下生产线你可以热泪盈眶,你现在还天天造一台车就热泪盈眶,你就会脱水了。
另外, 其实发射成功只是火箭的热闹,对于卫星来说,收到卫星在轨遥测数据只是怀胎十月后的婴儿第一声啼哭 ,后面的糟心的事才刚刚开始(这个为人父母的应该都能有体会)。同样,卫星发射成功之后,对于卫星公司的"折磨"才刚刚开始。
潇湘一号07星的一个彩蛋
潇湘一号07星的徽章里面有一个英文单词---- ZERGLING 。ZERGLING是天仪新卫星平台的英文名称,这是继18年10月发射的第一颗试验星之后的第二次在轨验证,具体的说明在8月31日的新闻稿里有(天仪研究院第14星发射成功!发射数量继续领跑中国民营航天)。
天仪研究院潇湘一号07星卫星任务徽章
为什么我要用这样一个名字。其实ZERGLING是20年前特别经典的游戏星际争霸中,虫族的最基础兵种。我们回想一下当年的游戏场景:
场景一:选人族,对手7家电脑。输入"show me the money",堵住坡道,修地堡架起坦克。憋在家里升级科技,直到造出一堆大舰再出去一家家的去收拾。
场景二:选人族,对手是虫族玩家。习惯性的开始堵坡道,然后被对手速狗rush,游戏结束。
Zergling就是rush战术中的狗。同学们还记得小狗源源不断的感觉吗?就算挺住了第一波,还有下一波,挺住了下一波,还有三波。等你费了九牛二虎之力终于堵住了门口,对方飞龙就来了。别说大舰了,坦克你都出不来,你还记得这种绝望的感觉吗?
就算你主角光环附体,真的憋出了艘大舰,出门一看全天下的矿都被虫族占领了。
天仪的新卫星平台ZERGLING在去年10月份第一次在轨验证后,做了大量的升级,现在是第二次在轨验证。另外我们还注册了一个商标叫做 Mutalisk ,这么解释一下之后,您听懂了吗?
创新与质疑
这次潇湘一号07星的发射, 标志着天仪开始进入百公斤级的卫星市场 ,同时我们正在研制一颗150公斤的卫星,今年年底具备发射状态。
很多朋友可能会奇怪,杨峰你不是一直是鼓吹小卫星的吗,怎么也开始干更大的卫星了呢? 我的确是小卫星的鼓吹者,而且未来也一直会是。而且我希望同样指标的卫星,干的越小越好,我恨不得能把原来一吨的卫星,用10公斤做出来,只可惜短时间没法技术跨越那么大。
我们现在一直在把平台的能力做到极致,不过暂时载荷还不能做得太小,所以我们只能把整星做大一点。我们现在在做的150公斤的星,也是在原来500公斤以上的方案上优化下来的,而且未来还会越做越小。
这个思路和传统的思路不太一样,我也没想要一样。既然我们想要成为中国航天的有力补充,那么自然需要用很多和原来不一样的方式来创新。在任何行业的创新一定会产生质疑,就像我们这个行业最成功的公司SpaceX就是在近20年无限质疑下成长起来的,到现在还没有完全消失。
我把各种常见的不理解和质疑, 整理成一个FAQ,供大家参考:
1、 "立方星(cubesat)能力弱寿命短,真正的有商业价值的卫星都至少是50公斤以上的,这才有价值。"
这种质疑挺无奈的,无奈cubesat为航天做了如此多的贡献,促进了航天这么多的进步,已经成为现在国际商业市场的主流产品,已经进入国际顶级会议的主流声音,已经跑出来几家独角兽和准独角兽,NASA的cubesat都已经去火星了,现在都9012年了,还有这样的声音,无奈。
(1)先说说cubesat的第一个误区,不靠谱,寿命短。
实话实说,从历史上所有的cubesat的状态统计来说,事实的确如此。1000多颗cubesat有超过四分之一上去没几天就挂了,而实现完全成功的只有四分之一。这个质疑看起来是不是特别有数据支撑?
现在我们来看看同一套数据统计的另一面:
这1000多颗卫星是有253个组织发射的,其中多达146个机构仅仅发射了一颗卫星,就再也没有发过了,而那些足够大的失败数据,绝大部分都是由这146家机构贡献的。而下面那些发了十几颗,二十几颗到几百颗的机构,占据了成功的绝大部分数据。
按照原报告的话说:
It 's Hard to Improve, When You Don't Repeat!
所以不是立方星不靠谱,是浅尝辄止不靠谱。立方星是在不断的失败和迭代中去做可靠性增长的,只要经过多次尝试,低成本的立方星一样也可以长寿命。欧洲在小卫星上最领先的代尔夫特理工大学十年前发射的立方星到现在还活着。
我们看看在最前面的355颗星的planet,99颗星的spire,都成为了航天领域的独角兽,实现了商业应用闭环。我们天仪放在全世界的数据中,也是属于排名靠前的了,开心。
(2)同时关于立方星能力弱这个说法,也是值得商榷的。
卫星除了重量这一个指标之外,还有非常非常多的指标,绝不是简单的,卫星越重能力越强。如果只是重量这一个指标,拿一个10公斤的小卫星加上1吨铁的配重,这也是1颗一吨重的大卫星,但这样的卫星有任何意义吗?强调大卫星的重量是远远不够的,你得拿出来配得上大卫星的指标。
同样的指标,卫星做的越小越难。0.5米分辨率的遥感用500公斤的整星做出来没啥了不起的,而用50公斤做出来就非常了不起,如果能用10公斤做出来那就是登峰造极的水平。同样的道理,参考计算机行业,在此实在不想赘述。
现在中国的立方星的确功能上还偏弱,主要原因是中国的立方星起步比较晚。虽然现在已经有了不少立方星的研制方,但在小型化的、高指标的载荷研制方,我们还很稀缺。这也就带来了整星能力暂时不强的现状。因此不是立方星不行,是我们的立方星技术不行。
(3)必须补充一点,立方星不是太空垃圾。
目前国际和国内的要求是,所有低轨小卫星,包括立方星,必须具有主动离轨的能力,才会允许发射。
最后再说明一下,天仪目前正在研制那颗150公斤的卫星,虽然极有技术难度和复杂性,但是我们大量的沿用了天仪过去十几颗立方星上所收获的经验和教训,大量使用了在轨验证成熟的工业级部组件和强鲁棒性的软件系统,所以我们才能把这颗星做的这么小、这么快和这么便宜。
2、 "能力差的团队才做试验星;能力强的团队做的都是业务星。"
(1)新技术试验是天仪的一块主要业务,这是卫星的业务种类,不是卫星的研制阶段,和技术强弱更无关系,请不要混淆概念。我们每一颗试验星都要搭载多达4-5个科研载荷,同时服务并满足所有客户的要求,设计的难度和复杂度不是功能单一的所谓业务可以相比的,这才是更强的体现。
(2)哪怕在研制阶段的角度,试验星和业务星的这个路径争论在国外都是十年前的话题了,可惜现在放在中国,还有人在说这个老话题。New Space坚持"小步快跑",利用试验星的快速低成本进行大量的在轨测试,积累技术,逐步发展应用。
这个过程由于没有确保成功的压力,可以大胆尝试各种新技术和新思路,便于快速完成自主化积累。一步到位做应用的"业务星",当然也未尝不可,但保成功的压力导致必然要走老路,依赖传统供应链。而且航天有天然保守性,技术路线一旦确定,改动很难,又回到了原来old space的路径中。
(3)如果目标足够高,永远都是试验星,不丢人;如果目标足够低,每颗都是业务星,没意义。这里可以参考互联网产品永远都是beta版的例子。
3、 "天仪发的卫星都失败了好几次了,而且还有好多的问题,特别不靠谱。"
SpaceX代表的New Space文化就是在失败中快速迭代的理念,和old space有巨大的区别。SpaceX是最成功的火箭公司,也是失败次数最多的公司。在卫星来说,New Space的代表planet同样也是把不怕失败发挥到了极致。失败不丢人,不进步才丢人。
对于New Space相对于old space的优势,我总结了国内外不少的论文和报告中的数据,画了这样三张图:
New Space的打法是:一开始,牺牲可靠性和性能换低成本和新技术创新,随着时间的推移,性能和成本都会显著的高于传统模式,而可靠性同时也在无限接近于原来的水平。
对于天仪的 "失败"数据,我可以正式公布一下,让我们拿事实来说话。
第1颗卫星,潇湘一号,在轨运行不到一个月失联,原因:研制时间太短,成本压得太低,软件测试太不充分,小卫星研制经验不足;
第2颗星,陈家镛一号,这是我们和国外团队合作的,并不能够完全体现我们的水平,不计入统计;
第3颗第4颗卫星,其中一颗,在轨运行不到半年失联,原因:希望在轨充分挖掘卫星能力上限,测试过度导致失联。另外一颗到现在为止还正常工作,已经有1年8个月;
第5颗-第13颗,所有卫星到目前为止都在轨正常运行,有两颗卫星在个别载荷没有完成任务之外,其他的都是圆满完成。对于有一些卫星刚入轨时发现的一系列问题,我们都在后续的测试与升级中圆满的解决,并在下一次发射中,将下一批次的卫星做性能的升级;
第14颗卫星目前一切状态达到预期,不过现在还是第三天,虽然我们非常有信心,但可以不计入统计。
所以计入统计的一共12颗卫星,按照之前的成功判据:
1颗 early loss 8.33%
3颗 partial mission 25%
8颗 Full mission 66.7%
这个数据远超国际平均水平。同时我们的问题数据都是在前期的卫星,现在我们发的卫星都是百分百的full mission。
天仪的核心竞争力是什么?
说到核心竞争力,大家会想到技术、人才、资本、资源等方面。在各个方面,我们都很努力。
然而这都不是我想要的核心竞争力。
有一次我参加一个会议,主持人问我,刚才那四样哪个最重要。我的回答是都很重要, 但我认为更重要的是对行业的 "认知"。当时被主持人嘲笑为"玄学"。我并不认为这是玄学,且举了两个例子。
第一个例子就是铱星 。对当时的铱星来说,技术人才资金资源都是全世界No.1,为什么最后破产了呢?我国开放商业航天之前,某家上市公司当时要搞卫星而筹集的技术人才资金资源都是中国最顶级的,现在呢?
第二个例子就是Skybox和planet 。Skybox是当年顶级技术、顶级人才、被google收购资金无限、资源自然也不用说,在planet初期的时候,planet在任何一项指标上都不如Skybox。但就是在这种情况下,又过了几年,Google又投资了planet,同时在这一轮,planet从Google手里面收购了Skybox。这又是为什么呢?为什么是啥都不行的planet笑到了最后呢?
" 认知"是一个战略层面的东西,如果你的方向错了,你掌握的技术人才资金资源越多,那也只是让你在错误的道路上越走越远。
对于天仪也一样,我认为天仪现在的核心竞争力其实是我们团队对中国商业航天现阶段的认知和对自己的准确定位,我也希望这种核心竞争力能够在后续继续保持下去。
那么天仪的定位是什么?
天仪早期的定位是 " 科学实验与技术验证服务",主打与国家队不一样的特色,九个字,"短周期、低成本、一站式",在前面我已经说过了,这个定位非常准确,这也是我们前面几年业绩起来的这么快的原因。
天仪现在的定位没有变,只是在"科学实验与技术验证服务"的基础上,进一步放大了。 天仪现在的定位是, "微小卫星星座解决方案",我们将和载荷研制方、应用运营商一起共建各种类型的微小卫星星座,成为中国航天的有力补充。
在这个定位下,我们有三个最基本的原则:
1)利益让给合作伙伴:充分的和上游的部组件配套商与下游的载荷研制方与应用服务商合作,以开放的模式欢迎一切的合作,并坚决向合作伙伴出让绝大部分的利益;
2)脏活累活留给自己:以技术为核心,只要是有益于未来大规模星座的技术方向,哪怕是脏活累活,哪怕是暂时看不到利益,坚决要做;
3)合法合规:遵守一切国际行业规则,国内所有相关主管部门的政策与法规,投资人与资本市场的规则与要求,一切上下游合作伙伴与客户的合同与协议。
我非常看好小卫星的未来市场前景,我们愿意与合作伙伴充分合作,一起去探索各种应用的可能性,而且我相信,越是现在没有的应用,未来的机会可能会越大。大量的增量市场和全新应用还并没有出现,甚至我们都还没有想到。
我想到了最近特别火的北邮的何同学在视频中提出一个问题:5G将给我们的生活带来怎样的变化?想了半天,他百度了"4G将给我们的生活带来怎样的变化"这个问题,他发现,4G时代来临之前,除了网速,人们在新技术面前的想象力同样略显苍白,在没有什么含金量的预测里,既没有云计算,也没有支付宝、微信、今日头条和抖音。
没有PC机的摩尔定律和软件行业的发展,就不会有互联网;没有智能手机的出现和4G,就不会有移动互联网;同样,现在如果我们不能够把卫星的摩尔定律跑出来,不能把卫星做到比现在10倍的高功能、十分之一的低成本、和成百上千批量化制造的小卫星,就不会有未来的天联网。
" 太多人关注边界,而没人关注核心。"
这就是为什么我们要把这么多"小"卫星发上天的原因。
非常感谢大家看到了最后,也欢迎大家留言或者私信新浪微博@天仪杨峰 和我交流讨论,我会在第一时间回复,再次感谢大家。
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