中国科学院团队开创“众筹卫星”新范式

“星重”620公斤、“载客”约20位，两年前的7月27日，“创新X”卫星发射升空。作为世界首创的太空“科学航班”，它在取得一大批亮眼科研成果、完成44项新技术在轨验证后，仍在“超龄”服役，不断传回观测数据。

地面上，中国科学院微小卫星创新研究院“创新X”空间新技术试验卫星研制团队已在为第二期“科学航班”招募“乘客”——在争取国家项目上天之外，为更多“0到1”的创新提供更多太空科学实验、技术验证的机会，开创“众筹卫星”新范式。

“创新X”代表着创新无极限。从一颗新星到一种科研新范式，这支约七成为87后年轻人的团队还在不断探索空间新技术的更多可能。

一次“免票旅行”开启“众筹”之路

创新往往起于长久的苦苦思索，成于巧合的机缘乍现。

2021年，中国科学院固体运载火箭“力箭一号”立项。在规划“运能”时，团队发现，火箭能搭载一颗小卫星。这个消息对中国科学院微小卫星创新研究院副院长张永合来说，真是天大的喜讯。彼时，他正担任爱因斯坦探针卫星（EP）总设计师。

早在一年多前，张永合就有一个颇为离经叛道的念头：EP卫星上有12台被称为“龙虾眼”的宽视场X射线望远镜，全新研制难度极高，而且从未上过太空，要是能把一个试验模块先送入太空验证，就能大幅降低后续风险。

此后，张永合又发现了不少有同样上天意愿的“同行者”。随着国家对空间领域基础研究、科技创新的投入增加，不少创新成果亟待从实验室走向太空，而通过申请国家项目获得上天机会，只有极少数的幸运者。

这么好的机会，绝对不能浪费。2022年2月，小卫星创新院组建起了一支年轻团队，为来自五湖四海的太空科研“新乘客”，度身打造一颗“众筹卫星”。

为“无极限”破解难题，还自找难题

此前，卫星研制多采用自上而下的顶层设计模式：一般仅搭载3-5个载荷，而且大到载荷、卫星平台，小到设备接口、电路走线，都先定下设计规划，再严格依照执行。

“可是，无极限的‘创新X’星却是先有火箭和载荷，后设计卫星。”创新X总设计师张晓峰说，这么多载荷不仅来自近20家不同科研机构，还会因各种原因中途退出或“上车”。这又带来了一系列难题，包括星上能源分配、热量管理、卫星姿态控制等等。

“有挑战，才能激起创新激情。”“创新X”总指挥陈雯说，团队许多成员虽然年轻，却已经过多次高难度卫星研制任务的历练，他们也有干劲。为充分了解用户需求，“创新X”研制团队在短短两个月内开了30多场用户会。一个现实的问题是，当研制经费需要“众筹”，降低成本就成了刚需中的刚需。

陀螺仪是星上姿态角速度测量的关键部件，姿态角速度测量精度从每秒0.003度提升0.001度 ，部件价格就会从几十万上涨到几百万。为了在节省经费的同时达到期望的指标，负责卫星姿态控制的主任设计师李津淞通过器件改进和软件提升，最后让角速度的控制精度在轨指标达到了每秒0.0005度。

不仅破解难题，团队甚至还自找难题。卫星上有个系统的套筒式无磁伸展臂会在入轨几个月后展开，进入-273℃的太空环境中。而该系统的纳型星敏感器恰好需要低温环境工作。卫星热控主任设计师刘鎏提出将这个星敏器装到伸展臂尾部，一起进入太空。“伸展臂长5.3米，这又给卫星姿态控制出了难题。”张晓峰回忆，团队决定大胆一试，结果成功了。

“星票”可期，未来多款航班可选

为载荷提供低成本的快速验证，是“创新X”卫星的全新理念。通过试验星将创新技术快速集成并飞行验证，就能加快核心关键技术从基础研究到在轨应用的成果转化。

为了实现这一目标，研制团队不仅是做这一颗星，还要为这一理念设计一系列工作流程、开发规范，乃至形成运作模式。

很多科研用户没有航天仪器研制的经验，“创新X”团队就梳理制定出一整套规范，让用户研制载荷时有章可循，以便后期能够更顺利地上天并取得验证成果。

我国首幅太阳过渡区图像，国产量子磁力仪首次空间应用并获得全球磁场勘测图，国际上首获宽视场X射线聚焦成像天图……两年来，“创新X”不断给科学家带回惊喜，也让更多科研人员期待下一个“众筹航班”。

就在它升空满周岁之际，中国科学院微小卫星创新研究院与中科宇航共同宣布“创新X”科学航班计划，面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品，继续探索空间科学探索与技术验证新范式。

未来，力箭运载火箭的每次发射任务都会为科学试验卫星预留专门舱位，提供灵活、便捷的入轨机会。而“创新X”团队则将“科学航班”卫星拓展到50公斤、100公斤、600公斤三种不同级别，为全球科学家、科研机构、空间公司提供全链条搭载服务。

团队小传

中国科学院微小卫星创新研究院空间新技术试验卫星研制团队，成立于2021年2月。面向多载荷、低成本、短周期的平台研制需求，团队提出新型载荷低成本快速验证设计理念，研制出宽适应、低成本、可持续的空间试验平台，开创了“众筹卫星”新范式，获评2023年度“中国科学院年度团队”荣誉称号。

（原标题：“创新X”空间新技术试验卫星研制团队提出新型载荷低成本快速验证理念——首推太空“科学航班”开创“众筹卫星”新范式）