3D打印助力批量“造星” 助力中國低軌星座建設

魔猴君  行業(yè)資訊   973天前

3D技術(shù)打印航天元器件、研發(fā)可堆疊式平板衛(wèi)星、在浩瀚太空編織衛(wèi)星通信“蛛網(wǎng)”……

銀河航天公司是專注于智能衛(wèi)星制造、深度融合航天與互聯(lián)網(wǎng)基因的“獨角獸”企業(yè)，探索商業(yè)化的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)之路，批量“造星”，助力中國低軌星座建設。

打造我國首個低軌寬帶通信試驗星座

在銀河航天的方舟實驗室，房間中央陳列于著一顆衛(wèi)星。金光閃閃的外形下，排列著數(shù)對造型精致的小型設備，兩側(cè)可折疊太陽翼上布滿一顆顆太陽能電池，加上頭頂兩個金色“小鍋”，星際“生物”活靈活現(xiàn)?！?/span>1比1實物還原，它的參照物是銀河航天的首發(fā)星?！狈街蹖嶒炇夜ぷ魅藛T鄭翰說。

工作人員在介紹銀河航天首發(fā)星技術(shù)特點。來源：新華社

銀河航天成立于2018年4月。2020年1月16日，公司自主研發(fā)的首顆低軌寬帶通信衛(wèi)星成功發(fā)射。2022年3月5日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丙運載火箭，成功將銀河航天首次批量研制的六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星送入預定軌道。銀河航天型號總設計師王磊說，這六顆衛(wèi)星在軌與銀河航天首發(fā)星共同組成國內(nèi)首個低軌寬帶通信試驗星座，構(gòu)建出星地融合5G試驗網(wǎng)絡“小蜘蛛網(wǎng)”，具備單次30分鐘左右不間斷、低時延寬帶通信服務能力，可用于我國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、天地一體網(wǎng)絡等技術(shù)驗證。

在實驗室展示的在軌模擬動畫中，有這樣一幅場景：隨著批量化生產(chǎn)的衛(wèi)星不斷發(fā)射，大量衛(wèi)星接續(xù)繞地球飛，全天候提供無縫實時網(wǎng)絡覆蓋。銀河航天首席技術(shù)官朱正賢說，銀河航天首發(fā)星已經(jīng)在綿陽市北川羌族自治縣九龍村實現(xiàn)國內(nèi)首次低軌寬帶通信衛(wèi)星的山區(qū)實地應用測試，越來越多的低軌衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)將有助于解決越來越多人的上網(wǎng)難題。

 “土辦法”降成本 探索商業(yè)化的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)之路

銀河航天聯(lián)合創(chuàng)始人劉暢說，目前我國衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)還處于成長初期，規(guī)模仍然較小，產(chǎn)業(yè)鏈中單機制造、衛(wèi)星發(fā)射等產(chǎn)業(yè)仍處于緊缺狀態(tài)。“我們通過構(gòu)建基于民用工業(yè)體系的商業(yè)化供應鏈，構(gòu)建衛(wèi)星生產(chǎn)線和精益生產(chǎn)管控系統(tǒng)，創(chuàng)新探索‘衛(wèi)星設計—生產(chǎn)線—供應鏈’的量產(chǎn)‘鐵三角’模式，大幅降低了衛(wèi)星研制成本、縮短了衛(wèi)星制造周期?！迸垦邪l(fā)制造衛(wèi)星，絕對是個高難度“技術(shù)活”。“在此前批量研制的六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星中，銀河航天自研產(chǎn)品所涉及元器件有近4000種，國產(chǎn)化率達到90%以上，其中的關(guān)鍵器件、核心部件實現(xiàn)了100%國產(chǎn)?！敝煺t說。

銀河航天02批衛(wèi)星發(fā)射前，技術(shù)人員在進行準備工作。

為了降低衛(wèi)星成本，技術(shù)人員想了各種辦法。在方舟實驗室，有數(shù)噸打印紙，衛(wèi)星實驗室為什么要這么多打印紙呢？鄭翰解釋說，這是一個能降低成本的“土辦法”，因為衛(wèi)星能源組有蜂窩板、泡沫板，試驗期間需要對它均勻施加壓力，用打印紙一層一層地加壓至數(shù)十層，壘起來高達3米左右，可替代加壓設備，實現(xiàn)低成本、高效、可復用?！叭绻贸Ｒ?guī)航天產(chǎn)業(yè)鏈去做衛(wèi)星，成本將會非常高，銀河航天有效提高了衛(wèi)星部組件以及整星的批量化生產(chǎn)能力，大幅降低成本。”朱正賢說，例如技術(shù)人員通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)高頻微距波導、高性能天線等載荷的加工，將部分載荷互聯(lián)的空間壓縮到傳統(tǒng)占用空間的三分之一，同時電性能還得到一定程度的提升，使得部分單機及系統(tǒng)的性能更上一層樓。

 自主創(chuàng)新“加速跑” 下一代智能衛(wèi)星呼之欲出

在方舟實驗室，一面巨大金色“可推拉門”映入眼簾。讓人意想不到的是，這個長近10米，寬近3米的“可推拉門”，在“呼啦一下”折疊壓緊后，厚度竟然只有數(shù)十毫米。“這個‘可推拉門’是公司研發(fā)的新型柔性太陽翼，實際上是下一代衛(wèi)星的‘翅膀’。”鄭翰說，太陽翼是衛(wèi)星能量的主要來源，傳統(tǒng)剛性太陽翼由于基板比較厚，導致整體“塊頭”比較大，因此傳統(tǒng)衛(wèi)星的“翅膀”一般比較短，裝載柔性太陽翼的衛(wèi)星將擁有超長的“翅膀”，為衛(wèi)星提供更大的能力。

據(jù)介紹，銀河航天目前正在研制最新的可堆疊式平板衛(wèi)星，就使用上述自主研發(fā)全新柔性太陽翼，發(fā)射時可將衛(wèi)星像平板電腦一樣多個摞在一起，一發(fā)火箭可以同時發(fā)射數(shù)十顆衛(wèi)星。“新型柔性太陽翼與系列平板堆疊式衛(wèi)星完美契合，既滿足平板堆疊需求，又大幅降低產(chǎn)品重量，更能大幅節(jié)約發(fā)射成本，產(chǎn)品綜合技術(shù)指標實現(xiàn)大幅度提升?！敝煺t說。

朱正賢表示，銀河航天正著手建設對標國際先進水平的智能衛(wèi)星超級工廠，建成后產(chǎn)能將超過每天一顆衛(wèi)星。未來，銀河航天將充分發(fā)揮衛(wèi)星低成本、批量研制、快速迭代的優(yōu)勢，助力中國低軌星座建設。相信隨著更多衛(wèi)星的研制發(fā)射，將與地面5G網(wǎng)絡實現(xiàn)深度的融合互補，有效解決偏遠地區(qū)、海洋、航空等用戶的互聯(lián)網(wǎng)服務問題。

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