火種一號空間微重力生物載荷試驗裝置搭載「華羿一號」亞軌道火箭成功發射
原標題:火種一號空間微重力生物載荷試驗裝置搭載「華羿一號」亞軌道火箭成功發射
北京時間 2021 年 12 月 17 日 14 時 30 分,在西北某試驗場,陜西商業航天公司華羿鴻達成功發射華羿一號(HY-1A-01)亞軌道火箭。由火箭派公司研制的「火種一號」空間微重力生物載荷試驗裝置,通過搭載星眾空間「靈巧號」衛星平臺,由「華羿一號」(HY-1A-01)亞軌道火箭發射升空。

本次發射飛行高度 250km,微重力水平 10-4g,衛星遙測參數正常,生物載荷工作正常,并通過箭上、地面遙測系統獲取了試驗載荷及運載火箭相關技術驗證試驗數據,發射任務取得圓滿成功,為后續運載火箭及空間微重力生物載荷試驗裝置研制奠定了基礎。
此次發射由陜西華羿鴻達科技發展有限公司作為火箭方、火箭派作為生物載荷方、星眾空間作為衛星平臺方共同合作完成,三方均為首次公司技術驗證亮相,試驗的成功為后續相關產品研發奠定了基礎。
當今商業航天的「低成本、高可靠、模塊化、系列化、重應用」
本次發射的華羿一號亞軌道火箭一、二級采用固體發動機,總長 9.1 米,直徑 0.45 米,飛行高度 255 公里。通過華羿一號亞軌道火箭全程飛行,對運載火箭的級間分離、電氣控制、遙測、衛星導航及慣組、視頻監測系統、載荷適配器,以及地面測控系統、發射系統、指揮通信系統、移動遙測站、雷達、光學跟蹤系統與火箭的匹配性能等進行驗證,獲得全部試驗數據。
通過華羿一號亞軌道空間飛行,獲取新型數字太陽敏的太空運行狀態參數和性能參數,并且獲得亞軌道生物培養環境參數。為后期立方星平臺的穩定性、模塊化、批量化提供重要依據,并且為太空實物試驗提供首批數據,有效提高后續生物試驗的成功率。在開展衛星平臺技術驗證與生物載荷實驗的同時,本次飛行中,部署在火箭箭體內外的高清攝像機全程記錄火箭飛行狀態,記錄了直觀的航天科普教育影像。
中國 1985 年正式宣布將「長征」系列運載火箭投入國際商業發射市場,1986 年與美國休斯公司簽訂第一個衛星發射合同,自此中國在國際商業衛星發射服務市場占有了一席之地,促進了中國航天的發展進程。近年來商業航天的「SpaceX 熱」其背后的商業邏輯表明,商業航天應立足于市場定位,要有市場邏輯,參與全球化,適應當今商業航天「低成本、高可靠、模塊化、系列化、重應用」的特點及世界科學技術迅猛發展、互聯網 + 大數據 + 人工智能的深度融合,商業航天面臨轉型和新賦能。華羿鴻達方表示,將在 2 年內分階段實施混改所有制改造,以數字技術架構驅動公司各業務發展,面向國際、國內兩個市場,融入商業航天全球化。
華羿鴻達總裁辦負責人王維說:「華羿鴻達是立足陜西產業資源優勢及商業航天發展大潮,組建的商業航天工程公司,涉及商業火箭、衛星及衛星應用、電子信息技術等相關領域。通過科學布局,構筑陜西自主可控、持續創新的商業航天生態鏈。華羿一號亞軌道火箭是華羿鴻達(Huayi spacetime)落實《陜西省推進衛星產業和商業航天發展行動方案》首個試驗項目,后續項目研發及市場拓展會根據公司計劃穩健推進」。
打造空間微重力生物實驗室
我國已進入載人空間站時代,微重力對制藥、生物技術、材料科學和營養學等幾個主要行業來說是一次難得的機遇,可以縮短新藥和疫苗的研發周期,加快蛋白晶體和新材料的開發進程,其潛在的科學價值和商業利益都充滿想象空間。
火種一號是國內首個由民營企業設計研制的空間微重力生物試驗裝置,旨在為近地空間生命科學探索、航天生物醫藥研究、生物技術試驗等提供便利的微重力研究服務和商業化解決方案。
為滿足商業生物載荷在小型化、模塊化、低成本方面的需求,火箭派研制的「火種一號」在系統架構上,采用了基于 ARM 處理器的 SoC 技術進行軟硬件協同設計,基于 Linux 定制開發了首款生物載荷操作系統,并實現了首次技術驗證。在可靠性上,采用了雙機備份的策略,提高在軌故障診斷修復能力與生存能力。在功能設計上,集成了智能環境感知模塊、生物成像模塊、通信控制模塊、生物反應器模塊等多種功能模塊,滿足空間生物實驗核心需求,同時借助云計算中心與邊緣 AI,基于 Keras R-CNN 初步建立的生物細胞在軌計數與識別檢測框架,是「火種一號」在生物細胞在軌觀測領域進行的大膽嘗試與技術探索。
需求和成本是當前商業航天需要解決的核心問題。火箭派創始人程巍表示,還將采用「星箭一體化」的設計思路,從產業化的視角出發,打造空間生物實驗室,為生物醫藥行業提供商業化的空間技術產品與服務。
目前,火箭派已與上海交通大學、瑞金醫院等多家單位簽訂合作協議,將結合微流控芯片、PCR、AI 等技術,開展對細胞形態學、分子生物學生物載荷的研制與商業合作。火箭派生物載荷首席科學家閆維新透露,「火種二號」細胞形態學生物載荷的具體設計工作即將完成,「火種」系列生物載荷計劃在 2022 年進行多次商業發射。
3D 打印的太空實驗設計的衛星平臺
3D 打印的「靈巧號」衛星(Agile Testbed),是微納衛星公司「星眾空間」專為生物、醫藥、材料、能源等太空實驗設計的衛星平臺。通過衛星結構的改造和傳感技術的增強,「靈巧號」為實驗載荷打造了一個有效減振、精準溫控的實驗環境,能夠滿足該類實驗在軌觸發和數據精準測量、記錄、存儲、下傳等共性需求,適用于亞軌道和軌道飛行各類短期、長期任務。完成本次飛行驗證的是一枚 2U 立方星,未來「靈巧號」平臺還將拓展至 3U、6U、12U 等不同構型。
我們推出這個新的衛星平臺,是要滿足太空科學實驗日益商業化、常態化的需求。星眾空間 CTO 胡鑫表示,「也歡迎廣大青少年學生設計自己的太空實驗,我們來幫你飛上天!」
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