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独家专访九天微星创始人谢涛:做卫星界的华为

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《逐梦星空》是网易科技记录航天逐梦人和航天里程碑事件的新栏目,“逐梦星空,向上探索”,让我们向着星辰大海不断挺进。

文 | 崔玉贤

出品 | 网易科技《逐梦星空》栏目组

精彩观点:

1、商业卫星领域投入大,周期长。能够活下去,并且越活越好,其实挺难的。

2、九天微星的卫星工厂就是要解决“发卫星烧钱”的难题,像生产汽车一样生产卫星。通过模块化设计和柔性化生产,把研制周期缩短一半。

3、卫星互联网纳入新基建,指明了未来主战场、主赛道。行业即将进入规模化爆发期。

4、无论现在还是未来,卫星产业都与通信密切相关。3G、4G基建期,谁最先受益?通信设备商。当前五年,是卫星互联网的基建阶段。九天微星希望能够像华为一样,成为产业链的核心供应商。


“忙着生存。”会议室对面,这位忙碌却看不出焦虑的CEO如此答道。

这个回答有点出乎意料,毕竟就在采访前不久,九天微星刚刚获得了中国互联网投资基金亿级战略投资。要知道,中网投是财政部和网信办发起的基金,对九天微星来说是强有力的背书。

“商业卫星领域投入很大,周期又比较长,能够活下去,并且越活越好,其实挺难的。”完成7轮融资之后,谢涛仍然有着初创时的危机感。

谢涛,九天微星CEO。2015年,他与同样从体制内出来的两位同事,创办了这家公司,这一年被称为商业航天元年。谢涛曾经参与过嫦娥一号等国家项目,也从事过航天技术应用转化。

2018年,九天微星两次发射共8颗卫星,全部成功运行,并率先实现民营企业百公斤级卫星的自主研制以及在轨验证;2020年,九天微星的卫星工厂在唐山动工,也成为全国首个由国家发改委核准建设的民营卫星工厂。目前一期工程主体完工,生产设备陆续进场,即将启动试运行。

谢涛说,建厂就是要解决“发卫星烧钱”的难题,像生产汽车一样生产卫星。通过模块化设计和柔性化制造,把卫星的研制周期缩短一半。据透露,工厂一期可以实现年产100颗卫星的产能。

届时,九天微星不仅能够响应自己的订单,而且会向第三方开放产能。

目标定位:做卫星界的华为

2021年5月26日14时59分,佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地,SpaceX第29批“星链”卫星搭乘猎鹰9号火箭发射升空。至此,其已累计发射1737颗“星链”卫星。按照规划,至2027年,SpaceX将发射约12000颗卫星,组成一个覆盖全球的卫星互联网,为全球提供网络服务。这也就是引人注目的“星链计划”(Starlink)。

就在“星链计划”迅速向前推进的同时,中国也在去年(2020年)将卫星互联网纳入了“新基建”范畴,与5G、物联网、工业互联网共同列入信息基础设施中的网络基础设施。中国版的“星链”呼之欲出。这一措施让谢涛感觉,行业的春天要来了。

“这意味着卫星互联网产业开始真正形成了。”谢涛认为,“过去大家各自讲各自的故事,有些人相信,有些人不相信。新基建一出,指明了未来主战场、主赛道。”

2021年4月底,中国卫星网络集团公司揭牌成立,将代表国家统筹卫星互联网的建设。

在这样的背景下,谢涛给九天微星的定位是:做卫星界的华为。为卫星通信运营商、数据运营商提供星座设计、建设和运营等核心服务,包括卫星批量研制、星座方案论证实施和应用集成服务。

“卫星互联网本身与地面通信密切相关。当前五年,是卫星互联网的基建期。3G、4G基建阶段,谁最先受益?通信设备商和服务商。”因此,在行业都在以SpaceX为榜样,誓做中国版SpaceX时,谢涛却认为:“我们可以学习马斯克极致控制成本的理念,但模式又不能完全学他,毕竟两个国家的国情有很大区别。”

核心单机自研:成本降低一个数量级

在降低成本方面,九天微星已经摸索出了一条可行的路线。谢涛介绍,九天微星从设计、元器件选型、核心单机自研和批量化生产等四个环节进行了优化,可实现成本的最优。

首先在设计理念上,要有“大局观”,遵循系统整体性原则。从卫星的整体功能和性能出发,避免局部优化替代整体优化的倾向,以最小的代价满足客户需要。

其次,从市场化程度更高的行业,寻找宇航级器件的替代品。比如汽车行业的一些器件,在经过试验、改造、加固、筛选后,能够满足商业卫星的性能要求,成本也大大降低了。“这也就是马斯克一直在运用的思考框架,第一性原理。将问题解构到最小单元,不被既有经验束缚。”

第三,是核心元器件的自主研发。对于卡脖子的,以及成本占比较高的元器件,九天微星都在自研。

“比如业内卖三四百万一套的,我们发现自己也可以研发出来,成本可能也就五六十万,而且性能可靠,那我们就自己做。”谢涛举例道。

在最后一步,生产制造环节。九天微星采用脉动式产线,可以极大提升效率,降低成本。

公开资料显示,目前SpaceX单星造价在50万美元左右,国内同等规格卫星的制造成本超过3000万元。九天微星希望未来3-5年,通过核心技术自研、批产化及产业链共同努力,将这一数据降到千万元。

独家专访九天微星创始人谢涛:做卫星界的华为

(九天微星互联网卫星在轨效果图)

以下为网易科技《逐梦星空》栏目与九天微星创始人兼CEO谢涛的部分对话内容:

商业卫星即将进入规模化爆发期

《逐梦星空》:近期主要在忙什么?

谢涛:忙着生存。这个行当其实投入很大,周期又比较长。要紧跟国家战略,也要开拓行业应用。我觉得把技术和市场平衡好,能够活下去,并且越活越好,其实挺难的。

《逐梦星空》:所以融资也会花费一些精力吧?

谢涛:融资花的时间越来越少。因为有个底层逻辑,当整个技术路径、产品方向找准了,团队组织好了,融资是顺其自然的。因为钱很聪明,你做好了自然会找你,只要你不是藏得那么深。

《逐梦星空》:今年年初,九天微星获得了中国互联网投资基金的亿级战略投资,咱们也完成了七轮融资。对您来说,这轮融资意味着什么?对企业自身,对行业来说分别意味着什么?为什么我们可以拿到中网投的投资?

谢涛:中网投应该说是“很国家队”的,投资都是要经网信办签批的。最近,卫星网络相关的顶层设计越发明朗,政策红利不断释放。行业得到国家在战略层面的重视和投入,意味着进入规模化爆发的阶段。

《逐梦星空》:卫星互联网纳入新基建对整个航天来说是意味着什么?

谢涛:意味着这个产业真正开始形成了。过去大家还是各自讲各自的故事,各自在说自己的逻辑,有些人相信,有些人不相信。但是新基建一出,指明了未来主战场、主赛道,以及企业可以做什么。一下子就豁然开朗了。

《逐梦星空》:您怎么看待发射这么多卫星上去会造成太空垃圾的看法?

谢涛:有这个担心是很正常的,很多国家都在研究空间碎片清除技术。现在发射卫星,都要安装离轨装置,在轨失效后,需要在一定年限内坠入大气层烧毁,避免停留在轨道上成为太空垃圾。这是卫星通过发射许可审查的前提。

解决烧钱痛点 四大关键手段降低造星成本

《逐梦星空》:在降低成本方面,我们是如何做的?唐山建造的卫星制造工厂是降低成本的一种有效方式吗?

谢涛:产线是降低成本的一个显性方式,但是背后真正降成本的环节很多,到产线其实是最后一个阶段。

实际上可以分为四个阶段。首先在设计卫星的时候,理念就要发生变化,以卫星总体性能可靠为核心目标,对分系统的一些冗余设计进行减配。另外,研发设计要和产线工艺交互反馈。

第二,在此基础上,进行元器件的选型,用商业器件代替昂贵的宇航级器件。比如对汽车或者ICT行业的器件,进行试验、改造、加固、筛选,作为原有器件的备份,一起用在卫星上,如果上天之后它能通过试用期,慢慢就可以转正。其实这也就是马斯克一直在提的第一性原理,把事物拆解到最小单元,不受既有经验干扰,求解最优路径,然后通过实验去验证。

第三个阶段是核心元器件的自主研发。卡脖子的元器件、供应链周期比较长的、成本占比较高的,这些都要实现自主研发。比如我们已经完成了星载计算机的研发,后续还会把测控、数传以及电源控制器等集中开发,做成功能更多、更轻、更小的综合电子。ICT行业也是这么降成本的嘛。

原来三四百万一套的,我们发现自己也可以研发出来,而且成本可能也就五六十万,相当于原来的1/8到1/10,那我们就自己做。

最后一步就是生产制造的环节,也可以极大地提升效率,降成本。传统的卫星是怎么组装的呢?卫星搁在那不动,不同工种的人陆续过来,今天把载荷装上,明天再装综合电子,按照线性步骤一点一点装配,这样耗费的周期时间会比较长。

现在换一种生产制造方式,卫星移动,工人不动。我们可以把卫星看成是六面体,它有六块面板,那么我们就分六条线,按照固定节拍同时进行装配,之后再将六个部分向前移动,进行合装。这样多颗卫星可以同时组装,效率不就提高了嘛。这种移动装配方式叫做脉动,最早诞生于汽车工业,后来也用于飞机制造。

《逐梦星空》:这样一套生产流程,九天微星算是首个实现的吗?

谢涛:民营里面是首个,国家发改委核准立项的时候我们是第一个。

《逐梦星空》:我们知道商业航天存在一个很大的问题就是供应链体系,此前都是供应给体制内,现在商业企业获取这些元器件还是有一定难度的。目前来说,卫星的供应链体系是怎样的一个现状?九天微星如何去解决这个问题?

谢涛:其实这也是一个很重要的难题。我们从通信设备制造领域引进了供应链高管,一位有几十年经验的“老供应链”,跟我们父辈年龄差不多。

同时要放下思想包袱,打破传统航天供应链的封闭性。既要有一些核心部件保证可靠性,也要从工业化程度更高的行业,寻找新型的供应链。比如卫星使用的固态硬盘,在ICT行业里或许就存在替代品。再比如卫星的热控系统。因为卫星处于一个很复杂的热环境中,又是真空条件下的热传,另外,朝着太阳的一面温度会很高,背着太阳的一面温度会很低,中间差二三百度,热控系统非常关键。我们有没有可能从ICT和汽车行业中得到一些启发,形成更具性价比的热控方案?

《逐梦星空》:那您感觉如果把这个供应链去走通的话,大概还需要多长时间呢?

谢涛:三到五年。在这个过程中,我们的卫星首先满足客户的可靠性要求,采用原来比较传统的供应链。同时再加一个“备份”,这个备份会用新型的技术和供应链来实现,如果在轨测试没问题,以后我们就逐步替代。

《逐梦星空》:那大约可以实现多大程度的降低?

谢涛:有可能实现数量级的降低。

像造汽车一样生产卫星 交付时间可缩短一半

《逐梦星空》:您刚才提到核心自研技术,目前九天微星在自研这方面有一些什么样的进展?

谢涛:围绕批量化生产的要求,我们现在首先在做智能化,减少硬件设计的比重,用软件去实现相应功能,以及在轨升级。以后交付出去的卫星,不再是一块昂贵的“裸金属”,它的智能程度越来越高,并且可以持续更新软件版本,甚至像5G基站那样,在星上处理数据。

再者是模块化设计。可以从两个维度做。

一是做减法。任何一颗卫星,必备的配置包括供配电、数据管理、测控数传、姿态控制和热控之类。把这些功能结合起来,做成一个标配的平台舱。原本分头实现这些功能的重叠硬件就合并掉了。传统卫星的子系统得有几十个单机,模块化合并后,数量可以压到1/3。

我们还可以继续往下拆解。比如100-500公斤的卫星,不管遥感卫星还是通信卫星,它们的姿控系统都可以逐步实现模块化,代码达到80%的高复用率,另外20%根据需求进行差异设计。星务系统也是一样。

二是做加法。把这个平台舱的功能扩大,往上集成更多硬件。让它全面发展,具备各种扩展接口,接得住不同载荷的要求。

模块化可以提高设计的复用率和通用性,缩短交付周期。卫星作为高科技产物,过去停留在少批量、多型号的阶段。模块化程度低,定制程度高,这样研制周期就会比较长,至少要12个月。但有些客户可能要求得比较急,如果使用模块化设计,只需要按照个性化的需求,改动一小部分,响应起来就快多了。

《逐梦星空》:智能化、模块化之后,我们可以最快多长时间完成卫星的制造?

谢涛:最快的话五六个月就能将需求变成一个产品出来,交付给客户。能缩短一半的时间也是很不容易的。

《逐梦星空》:九天微星的卫星制造工厂会考虑给第三方服务吗?

谢涛:没问题的。而且我们也有这个产能,一期可以达到每年100颗。除了消化自己的订单,也共享给合作伙伴。

《逐梦星空》:您曾经提到要做航天领域的华为,我不知道您当时是怎么想的这个理念?学习华为什么?

谢涛:我们是做不了中国的SpaceX,不能够直接简单去对标。

卫星网络由卫星通信进化而来。并且多数观点认为,6G会在5G基础上集成卫星网络,形成天地一体的覆盖。因此,无论现在还是未来,卫星产业都与通信密切相关。3G、4G基建期,是谁最先受益?通信设备商。当前五年,是卫星互联网的基建阶段。我们希望能够像华为一样,成为产业链的核心供应商。

互联网卫星制造成本三五年降到千万

《逐梦星空》:有些人说中国的企业只能学习马斯克,如果不学的话就是死。这个观点您认同吗?您怎么看待这个观点?

谢涛:稍微有一点极端,但是我能理解他的意思。SpaceX两年发射1700多颗卫星,这是什么概念?占到全球在轨活跃卫星的一半。我觉得学马斯克要学他的快速迭代、颠覆式创新、极致控制成本。但在模式上又不能完全学他,毕竟两个国家的国情有很大区别。

SpaceX自己制造卫星,用自己的火箭发射,自己负责星座的运营,从上游到下游全都整合完了。中国的卫星互联网会由国家统筹,民企和国家队发挥各自优势参与其中,可以理解为新型举国体制。

《逐梦星空》:中国的卫星制造成本与SpaceX相比大概是个什么水平?

谢涛:根据SpaceX公开的数据,200多公斤的星链卫星,研制成本大约50万美元。个人推测可能150万美元差不多,中国可能要高三四倍。我们想把同等卫星的成本控制在千万人民币,但是现在还有点距离。

《逐梦星空》:未来是多久的未来?

谢涛:三到五年吧。现在还比较难,整个产业链还有大量的工作要去做,有很多路要走。

《逐梦星空》:如果总结一下中国商业卫星行业的特点或现状,您一句话两句话给我总结一下呗。

谢涛:我觉得已经从黑暗的摸索中看到了曙光。

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