火种一号空间微重力生物载荷试验装置搭载「华
原标题:火种一号空间微重力生物载荷试验装置搭载「华羿一号」亚轨道火箭成功发射
北京时间 2021 年 12 月 17 日 14 时 30 分,在西北某试验场,陕西商业航天公司华羿鸿达成功发射华羿一号(HY-1A-01)亚轨道火箭。由火箭派公司研制的「火种一号」空间微重力生物载荷试验装置,通过搭载星众空间「灵巧号」卫星平台,由「华羿一号」(HY-1A-01)亚轨道火箭发射升空。
本次发射飞行高度 250km,微重力水平 10-4g,卫星遥测参数正常,生物载荷工作正常,并通过箭上、地面遥测系统获取了试验载荷及运载火箭相关技术验证试验数据,发射任务取得圆满成功,为后续运载火箭及空间微重力生物载荷试验装置研制奠定了基础。
此次发射由陕西华羿鸿达科技发展有限公司作为火箭方、火箭派作为生物载荷方、星众空间作为卫星平台方共同合作完成,三方均为首次公司技术验证亮相,试验的成功为后续相关产品研发奠定了基础。
当今商业航天的「低成本、高可靠、模块化、系列化、重应用」
本次发射的华羿一号亚轨道火箭一、二级采用固体发动机,总长 9.1 米,直径 0.45 米,飞行高度 255 公里。通过华羿一号亚轨道火箭全程飞行,对运载火箭的级间分离、电气控制、遥测、卫星导航及惯组、视频监测系统、载荷适配器,以及地面测控系统、发射系统、指挥通信系统、移动遥测站、雷达、光学跟踪系统与火箭的匹配性能等进行验证,获得全部试验数据。
通过华羿一号亚轨道空间飞行,获取新型数字太阳敏的太空运行状态参数和性能参数,并且获得亚轨道生物培养环境参数。为后期立方星平台的稳定性、模块化、批量化提供重要依据,并且为太空实物试验提供首批数据,有效提高后续生物试验的成功率。在开展卫星平台技术验证与生物载荷实验的同时,本次飞行中,部署在火箭箭体内外的高清摄像机全程记录火箭飞行状态,记录了直观的航天科普教育影像。
中国 1985 年正式宣布将「长征」系列运载火箭投入国际商业发射市场,1986 年与美国休斯公司签订第一个卫星发射合同,自此中国在国际商业卫星发射服务市场占有了一席之地,促进了中国航天的发展进程。近年来商业航天的「SpaceX 热」其背后的商业逻辑表明,商业航天应立足于市场定位,要有市场逻辑,参与全球化,适应当今商业航天「低成本、高可靠、模块化、系列化、重应用」的特点及世界科学技术迅猛发展、互联网 + 大数据 + 人工智能的深度融合,商业航天面临转型和新赋能。华羿鸿达方表示,将在 2 年内分阶段实施混改所有制改造,以数字技术架构驱动公司各业务发展,面向国际、国内两个市场,融入商业航天全球化。
华羿鸿达总裁办负责人王维说:「华羿鸿达是立足陕西产业资源优势及商业航天发展大潮,组建的商业航天工程公司,涉及商业火箭、卫星及卫星应用、电子信息技术等相关领域。通过科学布局,构筑陕西自主可控、持续创新的商业航天生态链。华羿一号亚轨道火箭是华羿鸿达(Huayi spacetime)落实《陕西省推进卫星产业和商业航天发展行动方案》首个试验项目,后续项目研发及市场拓展会根据公司计划稳健推进」。
打造空间微重力生物实验室
我国已进入载人空间站时代,微重力对制药、生物技术、材料科学和营养学等几个主要行业来说是一次难得的机遇,可以缩短新药和疫苗的研发周期,加快蛋白晶体和新材料的开发进程,其潜在的科学价值和商业利益都充满想象空间。
火种一号是国内首个由民营企业设计研制的空间微重力生物试验装置,旨在为近地空间生命科学探索、航天生物医药研究、生物技术试验等提供便利的微重力研究服务和商业化解决方案。
为满足商业生物载荷在小型化、模块化、低成本方面的需求,火箭派研制的「火种一号」在系统架构上,采用了基于 ARM 处理器的 SoC 技术进行软硬件协同设计,基于 Linux 定制开发了首款生物载荷操作系统,并实现了首次技术验证。在可靠性上,采用了双机备份的策略,提高在轨故障诊断修复能力与生存能力。在功能设计上,集成了智能环境感知模块、生物成像模块、通信控制模块、生物反应器模块等多种功能模块,满足空间生物实验核心需求,同时借助云计算中心与边缘 AI,基于 Keras R-CNN 初步建立的生物细胞在轨计数与识别检测框架,是「火种一号」在生物细胞在轨观测领域进行的大胆尝试与技术探索。
需求和成本是当前商业航天需要解决的核心问题。火箭派创始人程巍表示,还将采用「星箭一体化」的设计思路,从产业化的视角出发,打造空间生物实验室,为生物医药行业提供商业化的空间技术产品与服务。
目前,火箭派已与上海交通大学、瑞金医院等多家单位签订合作协议,将结合微流控芯片、PCR、AI 等技术,开展对细胞形态学、分子生物学生物载荷的研制与商业合作。火箭派生物载荷首席科学家闫维新透露,「火种二号」细胞形态学生物载荷的具体设计工作即将完成,「火种」系列生物载荷计划在 2022 年进行多次商业发射。
3D 打印的太空实验设计的卫星平台
3D 打印的「灵巧号」卫星(Agile Testbed),是微纳卫星公司「星众空间」专为生物、医药、材料、能源等太空实验设计的卫星平台。通过卫星结构的改造和传感技术的增强,「灵巧号」为实验载荷打造了一个有效减振、精准温控的实验环境,能够满足该类实验在轨触发和数据精准测量、记录、存储、下传等共性需求,适用于亚轨道和轨道飞行各类短期、长期任务。完成本次飞行验证的是一枚 2U 立方星,未来「灵巧号」平台还将拓展至 3U、6U、12U 等不同构型。
我们推出这个新的卫星平台,是要满足太空科学实验日益商业化、常态化的需求。星众空间 CTO 胡鑫表示,「也欢迎广大青少年学生设计自己的太空实验,我们来帮你飞上天!」