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鈞天航宇:衛星制造低成本與高效能并存

2025-06-11 11:10 中國發展網

中國發展網訊 當偏遠山區的人們接入高速互聯網,當人們在翱翔天際的飛機上流暢視頻通話,當身處沙漠深處的科考隊也能實時分享珍貴的研究數據,當野外探險的勇者隨時可與外界保持緊密聯系……我國的星網和千帆星座計劃正穩步推進,致力于讓這樣的便捷網絡體驗覆蓋全球每一個角落。

然而,當前衛星制造領域長期面臨著衛星重量偏大的難題,這直接導致了高昂的發射成本。

以傳統通信衛星為例,其動輒數噸的重量,使得每一次發射都堪稱一場“燒錢” 的豪舉。據估算,每公斤載荷的發射成本高達數萬元甚至更多,一顆500公斤重量的衛星,僅發射成本就可能高達數千萬元。而在制造環節,復雜的設計架構和昂貴零部件的大量堆砌,進一步推高了衛星的制造成本,嚴重制約其大規模應用和商業推廣。

在這樣的行業困境下,北京鈞天航宇技術有限公司(下文簡稱“鈞天航宇”)脫穎而出,帶來了創新性的解決方案。其通過采用一體化、標準化、模塊化的設計理念,致力于以顛覆式創新方式開展高質量低成本商業衛星的開發,為衛星制造領域注入了新的活力。

降本增效新標桿

體制內衛星成本高達20萬元/公斤,商業航天興起后,行業平均水平仍維持在10-20萬元/公斤,而鈞天航宇正在將衛星成本降低至每公斤5萬元,甚至更低。

大幅降低成本,而性能卻不降低甚至更高,這是如何做到的呢?第一,架構創新降本。傳統衛星采用 “整星-分系統-單機” 的層級結構,這種源于上世紀七八十年代的設計模式,雖便于分系統責任劃分與技術攻堅,但導致機電熱系統內耗嚴重、重量功耗居高不下。

鈞天航宇以一體化設計為切入點,對衛星的力流、熱流、信息流、能源流進行跨維度整合,打造高度集成的 “大腦” 中樞,將分系統的獨立小系統轉化為協同運作的有機整體。

例如,通過結構熱控一體化技術,實現熱管理與結構支撐的功能融合,通過嚴格的仿真設計減少不必要的冗余設計帶來的成本浪費。這種設計,使得衛星的整體重量下降接近30%,帶來的整體成本自然減少。

在標準化方面,公司建立了一套嚴格且科學的標準體系,涵蓋衛星的各個部件和生產環節,使得不同批次的衛星都能保證穩定可靠的性能。此外,公司在保證衛星質量的前提下,通過創新的可靠性設計,采用工業級的芯片代替宇航級的芯片,這也使得成本得以大幅降低。

而模塊化設計更是一大亮點,公司將傳統分系統拆解為多功能結構件,如同“航天積木” 般實現靈活組合 —— 用戶可根據任務需求快速選配光學遙感、雷達探測等功能模塊,整星構建周期從傳統的1-2年壓縮至數月,促進生產成本和用工成本大幅降低。

第二,產業鏈協同降本。公司通過構建開放的產業生態,與國內頂尖的載荷廠商建立協同機制—— 聚焦衛星平臺核心能力建設,專注平臺優化,同載荷廠商一起開展平臺載荷一體化協同設計,推動整星性價比大幅提升。

第三,規?;a降本。公司在江蘇無錫的生產基地已于 2025年開工建設,有望實現年產100顆衛星的產能規模。標準化產線與模塊化組裝模式,使單星總裝周期從半年壓縮至2-3個月,規模化效應進一步攤薄邊際成本。

在追求成本優化的同時,鈞天航宇絲毫未放松對可靠性的追求。針對太空環境的單粒子翻轉威脅,采用多模冗余電路設計,通過實時數據比對與冷備份切換,確保星載計算機在輻射環境下的穩定運行。首發星熱真空、震動噪聲、電磁兼容等全流程測試,保障每顆衛星出廠前通過百余項嚴苛檢驗和測試;針對批產星,公司同衛星自動化產線結合,建立起了全流程自動化檢驗檢測系統,衛星出廠質量有保障,生產效率也大幅提升。

鈞天航宇的技術創新正快速轉化為實際的生產力,其產品已在多個領域實現商業化突破。

在遙感監測領域:公司研發的50公斤級和100公斤級的光學遙感衛星聚焦農業場景,通過多光譜載荷監測作物長勢、病蟲害預警與產量預估,為智慧農業提供實時數據支撐;200公斤級雷達衛星則瞄準應急減災與智慧城市,其X波段雷達可實現0.5米分辨率監測,并實現單星干涉雷達成像(InSAR),對地質沉降、建筑安全等進行毫米級形變分析。

在通信服務領域:公司正在研發的手機直連低軌寬帶通信衛星,致力于解決地面基站覆蓋盲區問題。該衛星可實現普通手機與衛星的寬帶通信,在6G時代有望構建 “空天地海” 一體化通信網絡,目前技術驗證星已進入關鍵研發階段,計劃2025年下半年發射。

在共享網絡領域:公司創新性提出“衛星資源共享體系”,將用戶手中的閑置衛星納入統一網絡,通過任務調度與數據共享,提升單星使用效率數倍。例如,中東用戶的低軌遙感衛星在劃過亞太地區時,其閑置資源可被鈞天航宇生態內的其他客戶調用,形成“全球衛星池” 的協同效應。

河北臨西一號衛星就是鈞天航宇創新理念的成功實踐。

該衛星于2024年5月發射升空,至今已穩定運行一年。其搭載 GNSS 掩星大氣探測載荷,應用鈞天航宇自主研發的鈞天一號衛星平臺,其模塊化、一體化、低成本的設計優勢在氣象觀測領域得到充分體現。同時搭配自主研發的智能在軌管理系統,大幅提升了衛星自主管控能力和綜合使用效益。

2024 年 11 月,即距臨西一號衛星發射僅半年后,公司成功發射了一顆新技術驗證星,該衛星搭載了自主研發的全新一代星載計算系統等多項新技術,對多項關鍵技術進行了全面驗證。

它驗證了全新一代星載計算機系統與綜合信息系統,二者分別相當于計算機的硬件與軟件系統;同時,在軌實時處理系統也得到驗證,使衛星算力達到500TOPS。此外,結構熱控 TR 載荷一體化模塊、分布式能源模塊以及新一代電源系統也在該衛星上完成驗證,效果良好。

這些經過驗證的核心技術將在后續衛星任務中得到應用。公司計劃于2025年8月發射的X波段雷達星,將應用上述技術,使雷達星單軌(近地軌道繞地球一圈約90分鐘)的最長開機時間達到8分鐘,遠超商業衛星領域普遍1-3分鐘的開機時長,具備顯著的效率優勢。此外,在研的手機直連低軌寬帶通信衛星,也將基于衛星上驗證成功的能源模塊與電源系統進行設計。

除了服務于國內的InSAR(干涉合成孔徑雷達)類的客戶外,鈞天航宇也在發力出海。

公司嚴格遵循國家出口管制政策,光學衛星分辨率控制在0.75米以上,雷達衛星分辨率優于1米,所有數據傳輸均采用加密技術。這種“技術創新與合規運營并重” 的策略,使其在國際市場拓展中贏得中東、東南亞等地區客戶的信任,目前已有多個國家級衛星網絡建設項目進入合作洽談階段。

破解衛星制造貴族化困局

在商業航天領域,先發優勢往往成為企業占據市場高地的關鍵因素。然而,成立僅3年的鈞天航宇卻打破常規,以低成本、高性價比的顯著優勢在激烈的競爭中嶄露頭角。

其成功的秘訣,在于擁有一支堪稱衛星制造領域的 “科研天團”。

公司核心成員大多來自衛星研制的“國家隊”——航天五院, 陣容相當豪華。

創始人常正勇身為“資深航天人” 及高級工程師,深耕衛星全產業鏈,曾參與和組織多型衛星論證與管理,推動國家民用空間基礎設施、衛星互聯網、深空探測、載人月球探測等重大航天工程的研究與實施,還作為規劃執筆人完成首批航天領域戰略性新興產業專項項目。

技術團隊領頭人張雅彬在商業航天領域成績斐然:作為總師實現我國首顆百公斤級商業衛星發射及超5年半穩定在軌運行;參與國家寬帶衛星論證并提出低成本高性能方案入圍;主導低軌窄帶物聯網衛星工程,建成首個商用規模化星座系統,還負責某低軌衛星星座數字孿生平臺論證。

大國工匠、首席科學家朱樅鵬是復雜航天器系統設計專家,從事載人航天總體設計近30年,歷任“神舟”飛船總師助理、“天宮”二號空間實驗室總設計師等職,深度參與中國載人航天跨越式發展,為空間站建設與太空探索作出突出貢獻。

這支近百人的團隊,憑借高度耦合的專業背景、深厚的專業積累與豐富的實踐經驗,形成了高度集成化模塊化的設計開發能力,構成了鈞天航宇無可比擬的技術核心競爭力。

鈞天航宇成立剛剛三年,已收獲多項榮譽,不僅躋身國家高新技術企業、北京市“專精特新”企業行列,還順利通過 ISO9000 系列質量認證,彰顯出企業卓越的質量管理體系與技術創新能力。

在專利布局上,公司更是成果斐然,已逐步形成衛星平臺、平臺載荷一體化設計、總裝與測試、衛星共享與應用四大專利群。這些專利群猶如堅固的護城河,為公司核心競爭力提供了強有力的保護,支撐著企業從衛星研制到共享服務應用全鏈條的發展。

在業績方面,鈞天航宇同樣表現亮眼,2024年公司營收超千萬,預計2025年營收將實現大幅增長,可突破億元大關。公司憑借技術創新與高效運營,走出了一條穩健的發展之路,展現出強大的發展韌性與潛力。

企業的快速發展也吸引了資本的目光。

目前,鈞天航宇剛順利完成B輪融資,融資金額高達數億元,無錫市惠山高新區、惠山科創及錫創投集團、彬復資本等機構紛紛注資,為企業的后續發展注入強大動力。

從短期的國家治理與經濟拉動,到中期的軍事安全保障與全球競爭,再到長期的太空資源搶占與星際文明布局;從GPS壟斷到北斗組網,從星鏈崛起到底層技術封鎖,各國對衛星的爭奪,本質是對未來世界規則制定權的爭奪。

商業航天“先到先得” 的本質是 “時間換空間”(如搶占軌道頻譜資源、用戶市場等),但后發者可借差異化技術路線、政策協同或商業模式創新破局。先發企業需警惕路徑依賴,在可重復使用技術等領域持續迭代,方能將先發優勢轉為長期勝勢。

當下,低軌移動通信衛星星網、星鏈正悄然改變百姓生活,未來,通信、導航、遙感衛星組成的天地一體化信息網絡,必將徹底重塑人類生活,空天紀元已悄然臨近,滿天繁星的時代或不再遙遠。

責任編輯:張洽棠


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