我國(guó)首顆使用3D打印技術(shù)低成本衛(wèi)星浦江一號(hào)進(jìn)入太空

寂靜天花板

2015年9月25日9時(shí)41分，伴隨著巨大轟鳴，我國(guó)首枚固體運(yùn)載火箭長(zhǎng)征十一號(hào)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(hào)。9月26日19時(shí)48分,，浦江一號(hào)將首次飛過(guò)黃浦江上空,。

小衛(wèi)星助力“智慧城市”建設(shè)

   浦江一號(hào)衛(wèi)星由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司所屬上海航天技術(shù)研究院抓總研制，可實(shí)現(xiàn)面向用戶訂制的快速便捷綜合信息服務(wù),，能廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),、國(guó)土資源普查、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域,。

問(wèn)及衛(wèi)星的命名緣由,，上海航天技術(shù)研究院院長(zhǎng)助理張春明表示，上海作為改革開(kāi)放的前沿城市,，正在加快推進(jìn)科創(chuàng)中心的建設(shè),，無(wú)論是“一帶一路”戰(zhàn)略還是“互聯(lián)網(wǎng)+”概念都給上海帶來(lái)了無(wú)限機(jī)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(hào)的命名既有地域特色，又蘊(yùn)含著一種開(kāi)拓創(chuàng)新的精神,�,！�
據(jù)張春明介紹，浦江一號(hào)秉承打造“智慧城市”的理念,，通過(guò)衛(wèi)星組網(wǎng),，未來(lái)能夠全天候全天時(shí)對(duì)目標(biāo)開(kāi)展日常觀測(cè),，比如城市道路擁堵情況、熱點(diǎn)地區(qū)人員疏密情況,、區(qū)域天氣和環(huán)境（如霧霾）預(yù)報(bào),、自然和人為災(zāi)害預(yù)報(bào)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(hào)定位到‘東方明珠’,，衛(wèi)星就能馬上測(cè)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(shuō)。

“快捷+低成本”讓定制衛(wèi)星不再是夢(mèng)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,，人們對(duì)空間信息綜合應(yīng)用的需求越來(lái)越旺盛,。“一帶一路”空間信息走廊建設(shè)的提出,，更是為國(guó)內(nèi)方興未艾的商業(yè)衛(wèi)星市場(chǎng)提供了無(wú)限的空間,。簡(jiǎn)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(wù)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(duì)未來(lái)商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展應(yīng)用的考慮，自2009年起,，上海航天技術(shù)研究院就自籌經(jīng)費(fèi)開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研究,。“按照網(wǎng)絡(luò)流行語(yǔ),，我們?cè)诟梢患�‘眾籌’的事兒,，”張春明介紹說(shuō)，眾籌團(tuán)隊(duì)包括下屬單位和協(xié)作單位,，他們都需要搭載浦江一號(hào)進(jìn)行新技術(shù)的驗(yàn)證,，“由于大家都在花自己的錢(qián)，所以就要嚴(yán)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(gè)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(yàn),；轉(zhuǎn)入正樣后,，再生產(chǎn)一顆衛(wèi)星進(jìn)行驗(yàn)收級(jí)環(huán)境試驗(yàn)，研制周期長(zhǎng),，經(jīng)濟(jì)成本高,。“而浦江一號(hào)立足商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展的需要,，對(duì)研制模式進(jìn)行了創(chuàng)新性的突破,，從方案驗(yàn)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(hào)衛(wèi)星總指揮賴(lài)京說(shuō)。

立足“面向用戶,、方便快捷”的設(shè)計(jì)思路,，浦江一號(hào)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(jìn)行整合,，并在一個(gè)月內(nèi)完成集成測(cè)試,、一個(gè)星期內(nèi)完成發(fā)射準(zhǔn)備、一天內(nèi)完成在軌交付的目標(biāo),。

即插即用概念的提出,，使得衛(wèi)星在設(shè)計(jì)上擺脫了平臺(tái)與載荷必須互相一一對(duì)應(yīng)的限制，只要符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,，都可以實(shí)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(lái)供你選擇。而你需要安裝的特殊設(shè)備,，我們也提供了標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換接口,，插上就可以用，”浦江一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師陳占勝表示,。

標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)設(shè)備,，不僅可以大大降低衛(wèi)星的研制成本，更為衛(wèi)星的應(yīng)用降低了門(mén)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(yuǎn)的夢(mèng),。
( m6 o$ R8 q) w" v) b& m8 _浦江一號(hào)搭載了什么創(chuàng)新技術(shù)呢,？

據(jù)陳占勝介紹,，浦江一號(hào)在國(guó)內(nèi)衛(wèi)星上首次應(yīng)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(shí)髦,，而是出于衛(wèi)星快速研制、降低成本的需求,�,！标愓紕僬f(shuō)，原來(lái)生產(chǎn)一個(gè)支架需要4個(gè)月的生產(chǎn)周期,，采用3D打印,，僅僅用了3天時(shí)間——1天完成打印成型，2天開(kāi)展性能檢測(cè)檢驗(yàn),。3D打印支架的各項(xiàng)性能指標(biāo)與傳統(tǒng)機(jī)加工制造的支架性能相當(dāng),，完全滿足設(shè)備指標(biāo)要求。

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

此次浦江一號(hào)衛(wèi)星搭載的無(wú)線溫度傳感器是我國(guó)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在航天器上的首次應(yīng)用,，不僅可以驗(yàn)證無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軌的性能，還能有效地節(jié)能減重,，降低防護(hù)和維護(hù)成本,，并對(duì)后續(xù)航天器應(yīng)用具有很好的示范作用。

此外,，浦江一號(hào)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(hào)處理器,、大容量靜態(tài)存儲(chǔ)器、新型星敏感器等一系列國(guó)產(chǎn)化器件和部組件,，對(duì)未來(lái)空間新技術(shù)的廣泛應(yīng)用具有很好的支撐作用,，而且推進(jìn)了空間關(guān)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(guò)校企合作、研產(chǎn)合作乃至國(guó)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(chǎng)。展望未來(lái),，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(chǔ)，按照積木型,、易組裝的思路,，將會(huì)繼續(xù)探索微小衛(wèi)星領(lǐng)域產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化,、集成化的突破,。

“我們期待著每隔兩三年，會(huì)有浦江二號(hào),、浦江三號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星陸續(xù)成功發(fā)射,，”同時(shí)，張春明也呼喚能有更多的資本和團(tuán)隊(duì)參與到衛(wèi)星項(xiàng)目的“眾籌”當(dāng)中,，“這將是一項(xiàng)互利共贏的工程,。”

hc2003

3D打印的新應(yīng)用環(huán)節(jié)，呵呵