創新+闖勁：他們一年做出一顆新星

“創新X”系列科學試驗衛星的首發星-空間新技術試驗衛星。

一年時間做出來一顆新衛星，不再專星專用，而是兼顧數十種類型迥異的載荷，并成功趕上固體運載火箭發射的節奏，還給前沿基礎研究的實驗室送“機票”，免費帶大家飛。這種“科學航班”式的發射，實現了從基礎研究到國家型號任務快速驗證的科研新范式。

該模式由中國科學院微小衛星創新研究院（簡稱“衛星創新院”）空間新技術試驗衛星研制團隊首創。

這顆衛星全名是“創新X”系列科學試驗衛星的首發星-空間新技術試驗衛星。

“以前沒這樣的機會！”一位科研人員表示。

未來，“創新X”團隊將利用這一寬適應、低成本、可持續的空間試驗平臺和科學航班發射模式，征集國內外具有在軌驗證需求的新載荷、新產品，搭載發射50公斤級科學微納星、100公斤級科學微小衛星和600公斤級科學試驗衛星，進行科學探索和應用。

“最亮”的星，成果不斷：明星載荷，兩年后還在產出數據

衛星上的科研儀器和設備被稱為載荷。

像是積木，一個個載荷被堆砌、組裝在一起，成為一顆衛星或小衛星。然后，這顆衛星被搭載在發射升空的火箭上，送入太空，停留在特定的軌道上。并根據指令，開機、探測，傳回信號。

“這真的是我們頭頂一顆'最亮'的星！”衛星創新院副院長張永合說。發射升空兩年來，“創新X”首發星在軌實驗成果不斷。

“創新X”，意為創新交叉、創新無極限。

2022年7月27日，由中國科學院自主研制的“力箭一號”固體運載火箭首飛成功，搭載的“創新X”系列科學試驗衛星順利入軌。

兩個多月后，2022年10月，搭載在“創新X”衛星上的高能爆發探索者（HEBS）載荷發現迄今最亮伽馬暴，對其主暴階段進行了高精度測量，是國際上已知質量最好的觀測，發現該伽馬暴的觀測亮度和各向同性等效能量均打破紀錄，獲得國際同行認可。HEBS還與中國 “慧眼”衛星聯合精確測量該伽馬暴完整爆發過程。

北京時間2023年3月29日2時，中國科學院高能物理研究所與全球40余家科研機構同時發布該項研究成果。

除了“國際迄今最亮伽馬暴”“全球首張寬視場X射線聚焦成像天圖”“我國首幅太陽過渡區圖像”“國產量子磁力儀首次全球磁場勘測”等一系列重要科研成果，都與中國科學院微小衛星創新研究院研制的“創新X”系列科學試驗衛星的首發星-空間新技術試驗衛星有關。

這顆重量只有620公斤的衛星上，搭載了20余家單位研制數十套載荷，自發射以來，已完成了44項空間新技術驗證。部分技術產品已實現推廣應用，現已轉入常態化觀測模式，仍在持續產出大量科學數據。

“創新X”首發星的科技成果豐碩，為后續“航班式”搭載模式創造了良好開端。

在創新X首發星在軌試驗總結會上，中國科學院衛星創新院副院長張永合與中科宇航有限公司董事長兼總裁楊毅強共同宣布了“創新X”科學航班計劃，基于“創新X”首發星的實踐經驗與成果，繼續探索空間科學探索與技術驗證新范式。

空間新技術試驗衛星研制團隊。

“創新X”科學航班計劃面向全球征集有在軌驗證需求的新載荷、新產品，利用“力箭”的發射機會，每年搭載4顆50公斤級科學微納星，2顆100公斤級科學微小衛星，1顆600公斤級科學試驗衛星，為全球科學家、科研機構、大學、空間公司提供全鏈條搭載服務。

截至目前，“創新X”衛星已完成在軌驗證的新技術包括邊緣計算型視覺芯片、InSb紅外探測器、宇航級半導體溫控等新器件技術，也包含微牛級冷氣微推、超高頻脈沖管制冷、3D 打印鈦合金高壓氣儲結構、國產艙外無磁光纖等部組件技術，為未來空間探測任務提供了豐富的新技術產品。

創新+闖勁：他們一年做出一顆新星

“創新”往往意味著更多的風險和不確定性。

“經費自籌，風險自擔，科學先行，過時不候”，這為“創新X”首發星的研發定下了基調。

換句話說，經費緊張，需要“找錢”，需要控制成本；失敗的概率大，它瞄準基礎研究和最前沿探索；時間緊，火箭發射窗口窄。

但航天和太空是如此特殊，它很少給人第二次補救的機會。所以航天人更要倍加謹慎和努力。

一年時間做好一顆衛星，搭載一二十種新的載荷，而這些載荷如同飛機上的一群乘客，每個人坐在哪兒，是靠窗還是靠過道，以及誰先登機等問題，都要通盤考慮。

創新X總體主任設計師李飛說，“載荷的成熟度，包括它的可靠性肯定會有差異，包括它的研制進度。我們也要保證任何一臺載荷出現了一些非預期的情況，不要影響到衛星的安全可靠運行。”“比如推進系統就有好多種，不僅有常規的燃料、化學推進，還有噴氣的。”

針對上述問題，創新X總師張曉峰表示，“我們探索了新的流程模式——規范先行，專項識別和重點把控。”

他尤其提到“規范先行”。在用戶設計載荷前，“創新X”團隊就把相關規范給到用戶。讓所有用戶在相同的規范下進行創新，實現最大程度的匹配和協同。

“創新X”被設計成了一個面向載荷動態集成的通用化的平臺，不僅接口豐富，還具備高精度對日觀測、對地觀測、慣性定向等多種觀測模式。此外，它還進行了快速迭代、測試流程優化等技術管理創新，實現了1年的短周期快速研制。

他們還通過利用鑒定件來控制成本。張曉峰介紹，“鑒定件就好比我們坐的飛機、汽車一樣的，要先把它定型，然后做各種破壞性試驗，比如跌落試驗、碰撞試驗。沒問題之后，我們才開始正式生產這種產品，交付的叫做飛行件。而因為鑒定試驗有破壞性，我們一般不用鑒定件了。在'創新X'衛星上使用鑒定件，一是為了縮短加工周期，另外一個是降低成本。”“當然，我們還是做了很多評估和檢測，它是滿足性能要求之后，才去把它用做飛行件的。”

“力箭一號”首飛時，火箭、衛星以及載荷成本由火箭方、衛星方、載荷方共同承擔，但未來，載荷方需要覆蓋一定的衛星發射成本，“科學航班”的機票可能要收費了。

“我想，總有一天能夠達到一個很好的平衡，這種平衡就是科學家的載荷也能上，然后有經濟回報的載荷也能上。”張永合表示。

“8名主任設計師里，有6人是第一次擔任主任設計師。團隊里三分之二都是‘87后’，是一個非常年輕的團隊。”張曉峰總師說，“第一次去做，他們的闖勁、創新性是足夠的，但是工作經驗怎么保證不出問題？我們當時啟用‘雙責任制’。”

空間新技術試驗衛星研制團隊。

他介紹，所謂“雙責任制”，就是一方面讓“老”主任設計師或部門領導在關鍵節點上把關，年輕設計師主導項目設計和推動，另一方面給年輕人安排一個帶教的“師傅”，老帶新，形成組合。

他們采取的另一個辦法是“質量問題小題大做”。張曉峰介紹，2021年夏天，“出過一次事”，“當時我們發現了一個非常低級的錯誤，做得太快，年輕人經驗不足，把一個電纜插錯了。結果就把一個器件實際上是過壓了。正常應該是3.3伏的電壓，結果上了一個12伏的電壓。”

全團隊的人被叫到一起，開了一個會議——“質量歸零會”，希望通過這種“小題大做”的形式，讓整個團隊知道這種系統工程的質量問題帶來的危害，進行舉一反三，讓整個團隊都有航天保成功的意識。“航天它是個系統工程，非常復雜。如果沒有工程經驗，直接去做，一定會有很多質量風險，會有很多坑，要交很多學費。”他說。

張曉峰介紹，“另外我們衛星創新院有一個傳統，是成立臨時黨支部。其中一個活動叫黨員‘亮身份，踐承諾’。我們所有的黨員到了發射場，都會寫下自己的承諾書，去盡自己最大努力，保發射成功。因為是系統工程，每個人把自己做好了，系統工程才能做好。”

張曉峰表示，“我們還創造了一個紀錄——最簡發射隊。我們在發射場最少的時候只有7個人，而正常一個衛星發射隊應該都要30~40個人。”

2022年3月，最后的裝配及測試階段，科研人員晚上在辦公室打地鋪或睡會議桌，克服了載荷及產品交付運輸受限、團隊無法到場進行測試等問題，最終衛星在4月底具備了出廠條件。

2022年5月，衛星和團隊成員跨越3000公里的公路，從上海抵達酒泉。其中，衛星歷時74小時，17次檢查之后成功運抵酒泉衛星發射中心。

極端宇宙、時空漣漪、日地全景……還有更多核心技術等待著被突破。“創新X”團隊將繼續聚焦世界科技前沿，瞄準科學無人區，用創新顛覆以往，成為國家航天領域不可替代的戰略科技力量。

作為我國科學衛星領域的主力軍、應用衛星領域的方面軍，中國科學院微小衛星創新研究院已成功發射包括北斗三號組網衛星、暗物質粒子探測衛星、量子科學實驗衛星、天宮二號伴隨衛星、太極一號衛星、愛因斯坦探針衛星等128顆衛星。該機構致力于成為我國先進衛星科學技術的創新引擎、航天科技成果轉化和產業化示范基地、政學研產用緊密結合的橋梁紐帶和國際交流合作的開放平臺，為國家戰略需求和重大科學突破提供有力支撐。