立方星能力弱?做實驗星是因為能力差?這裡有一份不同的見解

商業航天因為看起來“高大上”、“不接地氣”,并不為普通大衆所熟悉,因此外界對這個行業經常會有各種不理解和質疑。我把各種常見的不理解和質疑,整理成一個FAQ,供大家參考。

質疑一:立方星(cubesat)能力弱壽命短,真正的有商業價值的衛星都至少是50公斤以上

這種質疑挺無奈的,無奈cubesat為航天做了如此多的貢獻,促進了航天這麼多的進步,已經成為現在國際商業市場的主流産品,已經進入國際頂級會議的主流聲音,已經跑出來幾家獨角獸和準獨角獸,NASA的cubesat都已經去火星了,現在都9012年了,還有這樣的聲音,無奈。

(1)先說說cubesat的第一個誤區,不靠譜,壽命短。

實話實說,從曆史上所有的cubesat的狀态統計來說,事實的确如此。1000多顆cubesat有超過四分之一上去沒幾天就挂了,而實現完全成功的隻有四分之一。這個質疑看起來是不是特别有數據支撐?

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現在我們來看看同一套數據統計的另一面。

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這1000多顆衛星是有253個組織發射的,其中多達146個機構僅僅發射了一顆衛星,就再也沒有發過了,而那些足夠大的失敗數據,絕大部分都是由這146家機構貢獻的。而下面那些發了十幾顆,二十幾顆到幾百顆的機構,占據了成功的絕大部分數據。

按照原報告的話說:It’s Hard to Improve, When You Don’t Repeat!

所以不是立方星不靠譜,是淺嘗辄止不靠譜。立方星是在不斷的失敗和疊代中去做可靠性增長的,隻要經過多次嘗試,低成本的立方星一樣也可以長壽命。歐洲在小衛星上最領先的代爾夫特理工大學十年前發射的立方星到現在還活着。我們看看在最前面的355顆星的planet,99顆星的spire,都成為了航天領域的獨角獸,實現了商業應用閉環。我們天儀放在全世界的數據中,也是屬于排名靠前的了,開心。

(注:本章節數據來源:Michael Swartwout, PhD. Parks College of Engineering, Aviation & Technology Saint Louis University. CubeSat Developers’ Workshop 23 April 2019)

(2)關于立方星能力弱這個說法,也是值得商榷的。

衛星除了重量這一個指标之外,還有非常非常多的指标,絕不是簡單的,衛星越重能力越強。如果隻是重量這一個指标,拿一個10公斤的小衛星加上1噸鐵的配重,這也是1顆一噸重的大衛星,但這樣的衛星有任何意義嗎?強調大衛星的重量是遠遠不夠的,你得拿出來配得上大衛星的指标。

同樣的指标,衛星做的越小越難。0.5米分辨率的遙感用500公斤的整星做出來沒啥了不起的,而用50公斤做出來就非常了不起,如果能用10公斤做出來那就是登峰造極的水平。同樣的道理,參考計算機行業,在此實在不想贅述。

現在中國的立方星的确功能上還偏弱,主要原因是中國的立方星起步比較晚。雖然現在已經有了不少立方星的研制方,但在小型化的、高指标的載荷研制方,我們還很稀缺。這也就帶來了整星能力暫時不強的現狀。因此不是立方星不行,是我們的立方星技術不行。

(3)必須補充一點,立方星不是太空垃圾。

目前國際和國内的要求是,所有低軌小衛星,包括立方星,必須具有主動離軌的能力,才會允許發射。

最後再說明一下,天儀目前正在研制那顆150公斤的衛星,雖然極有技術難度和複雜性,但是我們大量的沿用了天儀過去十幾顆立方星上所收獲的經驗和教訓,大量使用了在軌驗證成熟的工業級部組件和強魯棒性的軟件系統,所以我們才能把這顆星做的這麼小、這麼快和這麼便宜。

質疑二:能力差的團隊才做試驗星;能力強的團隊做的都是業務星

 這個有點無力吐槽。

(1)新技術試驗是天儀的一塊主要業務,這是衛星的業務種類,不是衛星的研制階段,和技術強弱更無關系,請不要混淆概念。我們每一顆試驗星都要搭載多達4-5個科研載荷,同時服務并滿足所有客戶的要求,設計的難度和複雜度不是功能單一的所謂業務可以相比的,這才是更強的體現。

(2)哪怕在研制階段的角度,試驗星和業務星的這個路徑争論在國外都是十年前的話題了,可惜現在放在中國,還有人在說這個老話題。New Space堅持“小步快跑”,利用試驗星的快速低成本進行大量的在軌測試,積累技術,逐步發展應用,這個過程由于沒有确保成功的壓力,可以大膽嘗試各種新技術和新思路,便于快速完成自主化積累。一步到位做應用的“業務星”,當然也未嘗不可,但保成功的壓力導緻必然要走老路,依賴傳統供應鍊。而且航天有天然保守性,技術路線一旦确定,改動很難,又回到了原來old space的路徑中。

(3)如果目标足夠高,永遠都是試驗星,不丢人;如果目标足夠低,每顆都是業務星,沒意義。這裡可以參考互聯網産品永遠都是beta版的例子。

質疑三:天儀發的衛星都失敗了好幾次了,而且還有好多的問題,特别不靠譜

關于天儀本身,其實外界也有不少質疑。

SpaceX代表的New Space文化就是在失敗中快速疊代的理念,和old space有巨大的區别。SpaceX是最成功的火箭公司,也是失敗次數最多的公司。在衛星來說,New Space的代表planet同樣也是把不怕失敗發揮到了極緻。失敗不丢人,不進步才丢人。

對于New Space相對于old space的優勢,我總結了國内外不少的論文和報告中的數據,畫了這樣三張圖:

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New Space的打法是:一開始,犧牲可靠性和性能換低成本和新技術創新,随着時間的推移,性能和成本都會顯著的高于傳統模式,而可靠性同時也在無限接近于原來的水平。

對于天儀的“失敗”數據,我可以正式公布一下,讓我們拿事實來說話。

第1顆衛星,潇湘一号,在軌運行不到一個月失聯,原因:研制時間太短,成本壓得太低,軟件測試太不充分,小衛星研制經驗不足;

第2顆星,陳家镛一号,這是我們和國外團隊合作的,并不能夠完全體現我們的水平,不計入統計;

第3顆第4顆衛星,其中一顆,在軌運行不到半年失聯,原因:希望在軌充分挖掘衛星能力上限,測試過度導緻失聯。另外一顆到現在為止還正常工作,已經有1年8個月;

第5顆-第13顆,所有衛星到目前為止都在軌正常運行,有兩顆衛星在個别載荷沒有完成任務之外,其他的都是圓滿完成。對于有一些衛星剛入軌時發現的一系列問題,我們都在後續的測試與升級中圓滿的解決,并在下一次發射中,将下一批次的衛星做性能的升級;

第14顆衛星目前一切狀态達到預期,不過現在還是第三天,雖然我們非常有信心,但可以不計入統計。

所以計入統計的一共12顆衛星,按照之前的成功判據:

  • 1顆 early loss   8.33%
  • 3顆 partial mission   25%
  • 8顆 Full mission   66.7%

這個數據遠超國際平均水平。同時我們的問題數據都是在前期的衛星,現在我們發的衛星都是百分百的full mission。

天儀的數據已經公布,有興趣的友商也可以公布自己的真實數據。

質疑四:商業航天公司的核心競争力是技術、人才、資本、資源

說到核心競争力,大家會想到技術、人才、資本、資源等方面。在各個方面,我們都很努力。這裡就不再贅述。

然而!這都不是我想要的核心競争力。

有一次我參加一個會議,主持人問我,剛才那四樣哪個最重要。我的回答是都很重要,但我認為更重要的是對行業的“認知”。當時被主持人嘲笑為“玄學”。我并不認為這是玄學,且舉了兩個例子。

第一個例子就是銥星。對當時的銥星來說,技術人才資金資源都是全世界No.1,為什麼最後破産了呢?我國開放商業航天之前,某家上市公司當時要搞衛星而籌集的技術人才資金資源都是中國最頂級的,現在呢?

第二個例子就是Skybox和planet。Skybox是當年頂級技術、頂級人才、被google收購資金無限、資源自然也不用說,在planet初期的時候,planet在任何一項指标上都不如Skybox。但就是在這種情況下,又過了幾年,Google又投資了planet,同時在這一輪,planet從Google手裡面收購了Skybox。這又是為什麼呢?為什麼是啥都不行的planet笑到了最後呢?

“認知”是一個戰略層面的東西,如果你的方向錯了,你掌握的技術人才資金資源越多,那也隻是讓你在錯誤的道路上越走越遠。對于天儀也一樣,我認為天儀現在的核心競争力其實是我們團隊對中國商業航天現階段的認知和對自己的準确定位,我也希望這種核心競争力能夠在後續繼續保持下去。

那麼天儀的定位是什麼?天儀早期的定位是“科學實驗與技術驗證服務”,主打與國家隊不一樣的特色,九個字,“短周期、低成本、一站式”,在前面我已經說過了,這個定位非常準确,這也是我們前面幾年業績起來的這麼快的原因。

天儀現在的定位沒有變,隻是在“科學實驗與技術驗證服務”的基礎上,進一步放大了。天儀現在的定位是,“微小衛星星座解決方案”,我們将和載荷研制方、應用運營商一起共建各種類型的微小衛星星座,成為中國航天的有力補充。

沒有PC機的摩爾定律和軟件行業的發展,就不會有互聯網;沒有智能手機的出現和4G,就不會有移動互聯網;同樣,現在如果我們不能夠把衛星的摩爾定律跑出來,不能把衛星做到比現在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衛星,就不會有未來的天聯網。

更新于:2019年09月03日

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