立方星能力弱?做实验星是因为能力差?这里有一份不同的见解

商业航天因为看起来“高大上”、“不接地气”,并不为普通大众所熟悉,因此外界对这个行业经常会有各种不理解和质疑。我把各种常见的不理解和质疑,整理成一个FAQ,供大家参考。

质疑一: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

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?

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现在我们来看看同一套数据统计的另一面。

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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。

(注:本章节数据来源:Michael Swartwout, PhD. Parks College of Engineering, Aviation & Technology Saint Louis University. CubeSat Developers’ Workshop 23 April 2019)

(2)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。

质疑二:能力差的团队才做试验星;能力强的团队做的都是业务星

 这个有点无力吐槽。

(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。

质疑三: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

关于天仪本身,其实外界也有不少质疑。

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:

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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。

天仪的数据已经公布,有兴趣的友商也可以公布自己的真实数据。

质疑四:商业航天公司的核心竞争力是技术、人才、资本、资源

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。这里就不再赘述。

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。

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。

更新于:2019年09月03日

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