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    工程总师详解为何发射民用新技术试验卫星

    日期 2013-08-26   来源:新华网 来源:人民日报   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      8月21日,实践九号卫星圆满完成在轨测试任务,在北京举行交付仪式,正式投入使用。这颗被委以重任并成功完成任务的卫星有什么作用?与通信、导航遥感等应用卫星有何不同?它的投入使用对推动我国航天技术发展有哪些重要意义?带着这些问题,本报记者专访了实践九号卫星的工程总师郭宝柱。

      民用新技术试验卫星在太空环境中验证所承载的新技术、新原理、新设备和新材料,并发现问题、改进缺陷

      记者:实践九号卫星是一颗什么性质的卫星,它的作用是什么?

      郭宝柱:实践九号卫星是民用新技术试验卫星,分为A星和B星两颗星。技术试验卫星大致分为传统技术试验卫星和新技术试验卫星两类。传统技术试验卫星针对专门的应用领域,如通信、遥感、导航等开展技术试验,例如我国针对北斗二代导航研制的技术试验卫星。随着应用卫星、载人航天和空间探测等空间技术领域的不断发展和延伸,大量新技术得到应用,研制针对专门应用领域的技术试验卫星已不能满足技术验证的需求,由此出现了专门新技术试验卫星,针对不同应用方向和领域开展集成的技术试验,实践九号卫星就属于这一类。它的主要作用就是把预期将来要应用在卫星上的关键新技术、新原理集成在一起,在太空环境中验证这些技术,并从中发现问题,改进缺陷。

      记者:为什么要研制和发射实践九号新技术试验卫星?

      郭宝柱:在每项新技术应用到卫星上之前,试验人员都会在地面做大量的环境试验。但是,由于人类对太空的认识毕竟有限,并不能完全模拟太空环境,一项新技术在还不够成熟的时候,如果直接应用在任务中,其风险可想而知。因此,需要有一颗卫星来承载这些新技术到太空环境里先去做试验,验证各项技术指标和产品可靠性。国际上,发射新技术试验卫星是一种惯有的模式,很多国家都有试验卫星。现在,随着社会的飞速发展,各种新技术不断涌现,技术风险越来越大,也对卫星提出了更高指标的要求,发射试验卫星已经成为了一种必然的选择,也完全符合航天技术发展的科学规律。特别是我国卫星的发展还面临着一些技术瓶颈,卫星“长寿命、高可靠”的命题有待破解,问题总结起来可能涉及器件、技术、设备等多个方面。正鉴于此,实践九号卫星由国家国防科工局立项,在全国范围内遴选相对成熟、具备上天开展试验条件的技术,纳入到试验卫星的试验项目中,由中国航天科技集团公司五院航天东方红卫星公司负责研制。

      记者:作为新技术试验卫星,实践九号卫星与我国目前大力推进的通信、导航遥感等应用卫星相比具体有哪些不同?

      郭宝柱:第一,推动力不同。航天事业发展的牵引力有两种,一种叫做需求牵引,另外一种叫做技术推动。所谓需求牵引,就是各个应用部门根据他们自己事业发展的需要,会提出一些应用卫星的需求,像海洋局、气象局,国土资源部等部门都有这种需求。而技术推动则不同,比如有一种新的技术,我们认为它将来会有潜在的应用价值,但目前还未被应用部门充分的认识到或还没有能力去使用它,在这种情况下我们就需要先对这个技术进行试验,等它成熟后,就可以推广到实际应用中去。实践九号卫星就是典型的技术推动。

      第二,目标不同,评价的方法也不同。从目标角度讲,因为实践九号卫星是个试验卫星,所以它不是为了将来能稳定地飞行运行,为了某一个应用领域服务,而是看它上面承载的技术是不是成熟了,将来能不能去应用,因此它与为某一个应用领域服务的各项技术已经非常成熟的应用卫星目标是不同的。从评估角度讲,对于一颗应用卫星,我们评估的方法一般看最后它反馈到地面的数据是否能满足应用部门的使用要求。而试验卫星的目的是去做试验,所以完成实验的情况如何是最后评估所重点关注的,比如试验成功或者不成功。

      第三,管理模式不同。两类卫星从项目立项,前期的经济、技术可行性论证,研制阶段,到最后进入太空运行,整个管理组织模式都很不同,特别是后期的组织模式。比如试验卫星不是需求牵引,不是事先已经想定了一个应用需求,研制部门只需从这个应用需求出发去研制。它是技术推动,是说有哪些新技术应该上去实验,所以是在一个很大的范围里去遴选。

      此外,一般的应用卫星在打完了以后有一个在轨测试,测试完后交给用户,航天的任务就完成了。后面该怎么用,都有具体的应用部门决定,管理的主导权就转移了。但是试验卫星不是这样。试验卫星的用户分布在各个领域,不是交给哪一个领域或哪一家单位的问题。而且,这些实验成果今后返回来还是应用到我们的航天技术上,航天和航天的主管部门还要对此继续管理。我称之为一个“全寿命”的管理。过去是分段管理,现在从最初立项到中间研制阶段,再到最后应用都是由航天部门来管理。

      实践九号在轨开展长寿命高可靠、高精度高性能、国产核心元器件、星间编队测量四类试验,用于提高技术水平和解决自主保障

      记者:这次实践九号卫星在轨开展的技术试验项目包括几大类,目的是什么?

      郭宝柱:实践九号卫星这次在轨开展的技术试验项目主要包括四大类,分别为长寿命高可靠、高精度高性能、国产核心元器件、星间编队测量。这四大类技术主题的目的有两个:一是提高技术水平,比如卫星的长寿命、高可靠、星间编队测量等,都是为了提高卫星的技术水平;二是解决自主保障,国产核心元器件的验证主要是为了解决受制于人的状况。

      同时,实践九号之所以设计有A、B两颗卫星,一方面是因为两颗卫星各自承担着一部分试验项目,另一方面是因为两颗卫星要联合起来,共同验证在轨编队飞行的关键技术。简单来说,就是两颗卫星在太空分别向对方传送自己的位置信息,然后按照严格的几何关系飞行。这项技术将主要应用于立体观测等对星座构型有严格要求的应用领域,通过两颗卫星的协同工作,起到“1+1>2”的效果。这样一来,一方面会提高观测精度,另一方面也可以把地表目标的高程等信息同时测量出来,获得更丰富的应用效果。

      我国目前技术试验卫星数量与航天技术发展要求不相适应,后续推广必须由政府主导,避免试验成果无法转化和应用

      记者:实践九号对我国卫星技术水平的提升有何作用?对推动我国航天技术发展又有哪些重要意义?

      郭宝柱:航天是一项高风险的事业。航天新技术如果不经验证便应用到卫星上,风险很大,必须具有相当的成熟度、可信度才能确保卫星的安全性能。技术试验卫星作为空间技术研发到工程应用转化的桥梁,可以验证新技术的可靠性,加速新技术的推广应用。

      实践九号卫星将在轨验证我国卫星发展急需的新原理、新技术、新设备和新材料,对于降低研制风险,提高首发星的成功率,推动航天技术水平的提高、产品的国产化以及航天专项技术的持续发展和自主创新,都具有重要意义。

      记者:在推动这些技术成果的转化上,您希望政府管理部门应该采取什么措施?

      郭宝柱:目前,我国技术试验卫星数量与航天技术发展的迫切需求不相适应,即使是与航天水平相近的日韩等国相比也差不少,与美国相比差距更是巨大。国外应用卫星与技术试验卫星的比例大约是10∶1,我国则低于这一比例。也正是因为大量技术试验卫星的存在,所以欧美等国的航天技术总是走在前列。因此,必须加以重视,多研制一些技术试验卫星。

      此外,技术试验卫星的新技术转化为经济效益需要一定时间,需要避免的一大问题是试验后取得的技术成果没人理会,或者是只在小范围内应用。在航天新技术后续的推广应用中,必须是政府部门主导,由政府管理部门出面,组织方方面面的人对试验结果进行评价,在各相关领域推广应用,加速航天技术、航天产品、航天成果的转化和应用。这次的实践九号卫星我们就将尝试这一形式。