济南新动能百人访谈:雷斌——商业成功,是齐鲁卫星的考量标准


  

  4月27日11时20分,齐鲁一号卫星和齐鲁四号卫星在太原卫星发射中心搭载长征六号运载火箭,成功进入预定轨道,这是我国首次采用“天基互联网+遥感小卫星”模式的创新型遥感应用项目,具备先进的对地观测和互联通信能力,未来3-5年,山东产研院将完成部署20颗左右遥感卫星组建齐鲁卫星星座,打造空天信息产业生态新高地。

  

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  自此,太空有了齐鲁号!43岁的雷斌已经两鬓斑白。他作为项目负责人或主要技术负责人设计研制了我国第一颗合成孔径雷达卫星地面处理系统,我国“遥感”、“天绘”等系列卫星一体化地面应用系统,国家高分辨率对地观测重大专项地面系统,暗物质粒子探测卫星、量子科学实验卫星、硬X射线调制望远镜卫星等空间科学卫星地面支撑系统等国家重大工程系统,曾获得国家科技进步特等奖、一等奖,并两次获得中科院杰出成就奖。如今,现场目睹两颗卫星按照预定设想进入太空,雷斌说:这只是一个开始。

  【记者:挺激动的,但是我觉得其实每一步都有期待,因为卫星上了天之后,获取下来的数据质量是不是能够和你预期的一样,你还是要等一会,因为到他获取第一幅图,还有一小段时间。

  记者:他并不是飞上去了,这件事情就完了,就可以喝庆功酒了。

  雷斌:绝对不是,他就像孩子一样的,孩子刚出生的时候你想吧,所有的无穷无尽才刚开始。

  记者:在您看来怎么才算是一颗卫星发射成功呢?

  雷斌:这其实就看你站在什么样的角度去看它,站在发射的角度,我到达指定位置进入预定轨道,那个新闻就可以报道说发射成功,对于卫星来讲,我们打开、开机、正常收到信号,拿到了图像,我就可以算发射成功,但对于我来讲,我更关心的是说这一点可能要到说我们卫星使用的很好,发挥了很好的效益,我可能才能到这最终才算成功。

  记者:从发射成功到正常运行,大概需要多长时间?

  雷斌:如果一切正常,等到他开机,然后等到他传回第一幅图,然后等着对他的指标进行全面的检测和评估,大概至少需要一个月的时间。】

  

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  雷斌介绍说,齐鲁星是我国首次采用“天基互联网+遥感小卫星”模式的创新型遥感应用项目。具备先进的对地观测能力和互联通信能力。飞行轨道距地面为500公里左右,绕地飞行一圈大约90分钟。采用带宽100Mbps的星间激光通讯,通讯距离最远可达3000公里,作为济南市、山东产业技术研究院和中科院及协作单位共同打造的空天信息领域科技创新平台,打通技术创新向现实生产力转化通道,打造商业航天创新示范基地是齐鲁星座的重要使命,因此,寻求成本与性能指标的最佳结合,获得商业成功,是齐鲁卫星各项工作的考量标准。

  【雷斌:其实卫星有好多种,齐鲁卫星是遥感卫星,低轨的对地观测卫星,你就可以认为他是安排在天上的照相机,对地球表面拍照的,事实上拍照卫星也有很多种,我们是高分辨率拍照。

  记者:分辨率能在同行业处在一个什么水平呢?

  雷斌:两颗卫星当中最高的那个分辨率达到了0.5米,是什么概念呢?现在在中国市场下,国家允许我们民用卫星的能够使用的最高的分辨率就是0.5米,这是我们第一个特点。第二个是我们齐鲁卫星星座是一个综合多种手段的,我们齐鲁一号就是一颗雷达成像卫星,我们以后发射的还有一些其他手段的,像热红外成像,在一个卫星星座里面各种手段都有,你可以同时去获取信息,对它进行融合,这样的话能够更好的获得全更好更全面地获得信息,所以这是第二个特点。第三个特点是我们这些卫星也可以不是孤立的,我们现在用激光通信手段把它连起来了,大家连起来有什么好处呢?连起来这些东西能够自己快速的去协同。几个卫星一块飞过去的时候,第一个卫星看到了这个地方是个什么情况,如果你需要第二个卫星再去补充来进行观测的时候,你不需要经过地面的复杂的回路,卫星之间就可以去沟通去协同。

  记者:他随时发指令,然后对方根据指令去执行

  雷斌:我们给卫星系统只是一个笼统的指令,卫星会在上面根据他的情况,自主的把它分解成细的观测指令,而且这个分解过程不需要再回到地面来做。所以我们在激光通信的支持下面,实现了几颗星一起的这种智能的协同和在卫星上面对数据进行智能的处理,现在流行的说法就是给卫星加上了人工智能,好处是你能够提高整个卫星系统的响应效率。

  记者:咱激光互联相比较其他的这种互联的方式,它的特点是什么?

  雷斌:距离更远,同时你的远距离传输的时候,你的带宽可能还不会显著的下降。你现在用微波互联,像这么小的卫星装这么小的一个锅,离上几千公里之后,你可能只能传递文本了,你不能传图了,你拍的图另外一个卫星就不可能拿到,现在就没问题,在目前全世界的遥感卫星里面,我们知道到目前为止还没有卫星说他实际上具备这样的能力。

  记者:功能性更强了。

  雷斌:对,因为我们现在不断的将人工智能加在卫星上面去,不需要地面参与来分析图片,这样的话你卫星分析图片的时候,你可以用其他卫星观测的结果来跟你观测结果来综合,这个能力就可以强很多了,这是第3点。

  但是我们还有一个很重要的一点是我们实现在前三点的时候采用的是一个低成本的设计,如果5年前你要做这种能力的卫星,那一颗都得好几亿。现在我们做这样子的卫星,大概是过去的1/10。

  记者:所谓做是一个什么概念?

  雷斌:制造,制造一颗卫星的成本。

  记者:那也就意味着咱们20颗发射上去的话,成本也不过10亿人民币。

  雷斌:噢,可能到不了,也就是几个亿这样子的一个成本。

  记者:这是整个产业进步带来的,还是说是咱们有某一些特殊的设计带来的?比如说咱们同期其他家发射的卫星,它也是这个价位吗?

  雷斌:我觉得我们应该跟他们相比来讲,至少是有百分之大几十这样的一个成本优势。我们既享受了就是说很多的其他的产业,它的原材料电子器件等各种器件成本的快速降低,也是在我们设计的时候,因为有了我们对行业内这么多年的经验积累,我们可以采取一些新的设计,一些更大胆的设计来降低我们对这种可靠性的要求。这是一个综合的,其实就是低成本的卫星,现在是一个全球竞争的一个点,这是我们过去搞航天的不是很擅长做的事情,中国的航天过去都是不惜一切代价确保100%成功。但是在产业的时候,我们希望的是用合理的甚至拥有竞争力的成本下面做的最好的技术方案。所以有人可能问我说你卫星设计寿命多少?我说三年,他说我们现在做三年是不是寿命比较低?我说这是我仔细算过,从成本上来讲最好的方案。我如果做成6年,我成本可能要增加到现在的3倍,甚至我到了三年我再换,我那时候技术进步我可以有更好的技术指标,我们都是仔细的算过账的。】

  

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  自然灾害现场人不能进,卫星可以进,很多操作人看不到,卫星看得到,提供全天候、全空时服务,实现全球任意地点一个小时之内重访,山东省全域两小时之内覆盖,甚至可以像CT扫描一样,“看”到地下几十厘米的管网,齐鲁卫星将为生态环境保护、自然资源普查、农业生产检测、大宗贸易活动等提供常态化的精准分析,为政府公共管理提供技术支撑。

  2020年4月20日,国家发改委发文,首次将卫星互联网纳入国家“新基建”,背后是全球商业卫星时代的来临,包括低轨遥感在内的诸多领域都处于起步阶段,以齐鲁卫星为契机,济南正在抢占空天信息产业制高点,雷斌介绍说,齐鲁星座的商业模式设计更多的是着眼于一个创新的产业生态建设,未来3-5年有望形成卫星全产业链:

  【记者:咱齐鲁卫星服务的客户是哪些?】

  雷斌:我一直把齐鲁卫星的客户分成三类,首先我觉得我们是把齐鲁卫星当做一个创新平台来看的,其实在中国我们做卫星应用的人一直是有一个被卡着脖子的问题,就是你没有数据源,尤其你没有高精度高水平的数据源,他要去买很昂贵,而且有很多的数据,还不是说他买就能买得到的,所以我们想齐鲁卫星上天以后首先要解决这个问题,因为你要让中国的卫星应用创新真的能够起来。首先你要解决一下的就是市场上能够以很好的条件为他提供大量的数据,你像现在你不管是人工智能不管这些方法,你首先都是要基于数据的,没有数据没有样本,你再好的方法它也发挥不出来,所以我们首先解决这样一个问题,我们希望齐鲁卫星上去之后,因为它的控制运营在我们的手上,我们就可以根据大家的需求去获取大量的数据,这是产研院真正关心的问题,我们希望在我们的产业的下游,在应用的这一块,有一批团队能够集聚在齐鲁卫星创新平台上面,去利用我们提供的这样一个有利的条件去进行应用方面的创新,形成一个高效的创新的机制,那个价值才是最大的价值。美国人有一个数据就是说在航天上面每投一美元,他最后有14美元的效益,不是说投资一美元造卫星,把这个卫星的数据卖出去,就产生14美元的效益了,不是的,是有产业的下游,有应用的团队,基于你的这些投入来去进行创新,最后产生了新的价值,所以我们希望在中国能够把从1美元到14美元的这个链条统起来,这是我们的第一类最主要用户,也是我们最看重的一类。第二类就是说我们可以直接服务商业用户,我们数据分辨率高啊,交付的这种时效性也会有优势,第三个我觉得既然我们在山东在政府的支持下面设了产研院,去构建了齐鲁卫星星座的平台,我希望这个平台能给政府的各个部门的运营能提供支持。

  记者:目前已经是比如说有一些签了协议,就是我们运行正常以后就立刻要为他们提供服务的客户吗?

  雷斌:有一些,但是还要看我们的拿回来的数据质量是不是真的像我们跟他们讲的ok,有很多人也在想,你卫星这么便宜,你数据质量是不是足够好,大家心里还是有点不确定,就需要我们给他看到真实的情况之后,他才能相信的。

  

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  作为一个有二十多年从业经历的航天人,雷斌带领团队2016年就开始研发齐鲁卫星项目,2019年从中科院“连人带星”引进山东产业技术研究院,此次发射被很多人看做山东空天信息产业发展新的里程碑,雷斌说,所有的价值和意义,都是来自于中国航天人半个多世纪的经验积累:

  【雷斌:你看像我们团队做的有很多的事情,比如说我们中间一个卫星,我们到了卫星厂都装起来了,去测试就发现不对,之后我们怀疑中间有个电路板好像是松了,动了之后我们紧了,果然故障没有了,我们都反复测了几次行,我们相信就是说拧紧了之后故障就没有了,然后我们就召集几位老专家给我们开个评审会,因为航天的规则,你但凡发现一个问题之后,你说你解决了不行,得找一堆人来看,大家给你提意见,你是不是真的解决了,中间有一个老专家,说今天这个问题看上去你们是找到了,是解决了,但是以前我们其他卫星曾经出现一个事情,你的卫星里面看一下他有没有放电的问题,放电会影响寿命,你们测没测?我一想好像我们没专门测,也就是今天的问题虽然说ok了,但是他提了一个新问题。

  

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  然后我们回去就说让大家测一下,一测果然有这个问题,就是我们上面有一个电路板,我们把电路板一测放电,我们再换一个——我们做卫星的人一个东西都会做两份,然后把剩下放在库房的另外那一份拿过来一侧,还放电,就是他的设计是有缺陷的,我们也是又去找人重新设计了一个板子再来换上去,才把这个问题解决掉,其实中国航天真的就是这些一代一代的前辈们,这么多年的经验一点一点的积累起来的,其实没有他这么积累,你看我们也不可能在很低的成本控制下面,你要追求低成本,要追求高可靠性,你的很多的设计方案,你为什么敢这么设计?……】

  (《济南新动能百人访谈》由有人物联网独家冠名播出)


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