我國首顆使用3D打印技術(shù)低成本衛(wèi)星浦江一號進入太空

寂靜天花板

2015年9月25日9時41分,，伴隨著巨大轟鳴,，我國首枚固體運載火箭長征十一號從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起,，載著4顆衛(wèi)星飛向太空。從此,，深邃的星空,，多了一顆以上海黃浦江命名的衛(wèi)星——浦江一號。9月26日19時48分,，浦江一號將首次飛過黃浦江上空,。

小衛(wèi)星助力“智慧城市”建設

   浦江一號衛(wèi)星由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術(shù)研究院抓總研制，可實現(xiàn)面向用戶訂制的快速便捷綜合信息服務,，能廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測,、國土資源普查、應急搜救等領域,。

問及衛(wèi)星的命名緣由,，上海航天技術(shù)研究院院長助理張春明表示，上海作為改革開放的前沿城市,，正在加快推進科創(chuàng)中心的建設,，無論是“一帶一路”戰(zhàn)略還是“互聯(lián)網(wǎng)+”概念都給上海帶來了無限機遇�,！霸偌由衔以河质巧虾５谝患覐氖滦l(wèi)星研制的單位,，浦江一號的命名既有地域特色，又蘊含著一種開拓創(chuàng)新的精神,�,！�
& z/ B# [$ O4 A據(jù)張春明介紹，浦江一號秉承打造“智慧城市”的理念,，通過衛(wèi)星組網(wǎng),，未來能夠全天候全天時對目標開展日常觀測，比如城市道路擁堵情況,、熱點地區(qū)人員疏密情況,、區(qū)域天氣和環(huán)境（如霧霾）預報、自然和人為災害預報及勘察,、近海情況等,，“為城市管理提供幫助,，大大提高城市綜合治理能力�,！�

“假如黃浦江面上出現(xiàn)浮油,，只要將浦江一號定位到‘東方明珠’，衛(wèi)星就能馬上測算出與‘東方明珠’多少角度和多少距離的江面上有污染,，”張春明說,。

“快捷+低成本”讓定制衛(wèi)星不再是夢

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對空間信息綜合應用的需求越來越旺盛,�,！耙粠б宦贰笨臻g信息走廊建設的提出，更是為國內(nèi)方興未艾的商業(yè)衛(wèi)星市場提供了無限的空間,。簡化研制流程,，縮短研制周期，發(fā)展低成本,、高可靠性,、滿足多任務需求的小衛(wèi)星星座，成為今后衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展的重要方向,。

出于對未來商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展應用的考慮,，自2009年起，上海航天技術(shù)研究院就自籌經(jīng)費開展專項研究,�,！鞍凑站W(wǎng)絡流行語，我們在干一件‘眾籌’的事兒,，”張春明介紹說,，眾籌團隊包括下屬單位和協(xié)作單位，他們都需要搭載浦江一號進行新技術(shù)的驗證,，“由于大家都在花自己的錢,，所以就要嚴格控制成本�,！�

傳統(tǒng)的衛(wèi)星研制往往需要經(jīng)歷方案,、初樣、正樣三個階段,，在方案階段之后,，制造出一顆完整的初樣星，用于破壞性環(huán)境試驗,；轉(zhuǎn)入正樣后,，再生產(chǎn)一顆衛(wèi)星進行驗收級環(huán)境試驗，研制周期長,，經(jīng)濟成本高,�,！岸�浦江一號立足商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展的需要，對研制模式進行了創(chuàng)新性的突破,，從方案驗證階段直接轉(zhuǎn)入正樣階段,，這樣就節(jié)省了一顆完整的初樣星，大大節(jié)約了成本,，”浦江一號衛(wèi)星總指揮賴京說,。

立足“面向用戶、方便快捷”的設計思路,，浦江一號衛(wèi)星采用了即插即用等技術(shù),，能快速地和各種不同的有效載荷進行整合，并在一個月內(nèi)完成集成測試,、一個星期內(nèi)完成發(fā)射準備,、一天內(nèi)完成在軌交付的目標。

即插即用概念的提出,，使得衛(wèi)星在設計上擺脫了平臺與載荷必須互相一一對應的限制，只要符合標準的設備,，都可以實現(xiàn)即插即用,。“這就好比組裝電腦,，我們可以根據(jù)不同的需求提供高中低的不同配置,，形成貨架產(chǎn)品來供你選擇。而你需要安裝的特殊設備,，我們也提供了標準轉(zhuǎn)換接口,，插上就可以用，”浦江一號衛(wèi)星總設計師陳占勝表示,。

標準化的平臺設備,，不僅可以大大降低衛(wèi)星的研制成本，更為衛(wèi)星的應用降低了門檻,，今后城市定制,、企業(yè)定制乃至私人定制的衛(wèi)星，將不再是遙遠的夢,。
( z6 b$ Y5 t  w1 T  u& {9 t! e浦江一號搭載了什么創(chuàng)新技術(shù)呢,？

據(jù)陳占勝介紹，浦江一號在國內(nèi)衛(wèi)星上首次應用了3D打印技術(shù),，其天線支架采用了鈦合金材料的3D打印成型方案,。

“這不是為了趕時髦，而是出于衛(wèi)星快速研制,、降低成本的需求,�,！标愓紕僬f，原來生產(chǎn)一個支架需要4個月的生產(chǎn)周期,，采用3D打印,，僅僅用了3天時間——1天完成打印成型，2天開展性能檢測檢驗,。3D打印支架的各項性能指標與傳統(tǒng)機加工制造的支架性能相當,，完全滿足設備指標要求。

WIFI是目前應用最為普及的一種短程無線傳輸技術(shù),，通過WIFI,，我們可以方便地進行智能設備之間的互聯(lián)。浦江一號創(chuàng)造性地在航天領域引入這一概念,，通過無線技術(shù)互聯(lián),，將航天器上的傳感器組成一個“互聯(lián)網(wǎng)”。

此次浦江一號衛(wèi)星搭載的無線溫度傳感器是我國無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)在航天器上的首次應用,，不僅可以驗證無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)在軌的性能,，還能有效地節(jié)能減重，降低防護和維護成本,，并對后續(xù)航天器應用具有很好的示范作用,。

此外，浦江一號還首次采用“熱切割”釋放技術(shù),，搭載了微泵流體回路,、記憶合金百葉窗、高性能數(shù)字信號處理器,、大容量靜態(tài)存儲器,、新型星敏感器等一系列國產(chǎn)化器件和部組件，對未來空間新技術(shù)的廣泛應用具有很好的支撐作用,，而且推進了空間關鍵核心元器件,、部組件的自主可控。

目前,，上海航天技術(shù)研究院正在通過校企合作,、研產(chǎn)合作乃至國際合作，建立有效載荷產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，讓微小衛(wèi)星更加貼近客戶,、貼近市場。展望未來,，張春明充滿了信心,，上海航天技術(shù)研究院有著多年積累的航天科研基礎，按照積木型、易組裝的思路,，將會繼續(xù)探索微小衛(wèi)星領域產(chǎn)品化,、標準化、集成化的突破,。

“我們期待著每隔兩三年,，會有浦江二號、浦江三號試驗衛(wèi)星陸續(xù)成功發(fā)射,，”同時,，張春明也呼喚能有更多的資本和團隊參與到衛(wèi)星項目的“眾籌”當中，“這將是一項互利共贏的工程,�,！�

hc2003

3D打印的新應用環(huán)節(jié),，呵呵