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研发低成本高性能通信计算卫星，「最终前沿」入局低轨互联网星座

晰数塔互联网快讯
2020-05-09 22:37

卫星互联网星座这一20年前就存在的技术方案，在近年又再次成为太空创业焦点。不论是目前仍风生水起的星链计划，还是不久前已申请破产保护的 OneWeb 星座，大家想要解决的问题都是为地面通信不便捷的地方提供网络补充。

36氪日前接触到的一家商业航天初创公司——北京前沿探索深空科技有限公司（以下简称「最终前沿」）也希望通过自己的星座提供通信服务，完成对地面通信的补充。这家公司成立于2017年，目前的方式是开展通信和计算卫星的研发，进行低轨互联网星座整体方案的验证。

要完成星座组网，商业卫星公司只有通过尽可能低成本的方式才能在资金承受范围内发射足量卫星完成组网，「最终前沿」也不例外。具体到产品层面，卫星本身的重量和卫星的形态设计是影响卫星成本的因素，前者会直接关系到单颗卫星的发射成本，后者会关系到卫星是否能批量发射。根据公司创始人陈津林介绍，目前如果要用传统的技术制造通信卫星，卫星的起步重量在数百公斤到1~2吨左右。而卫星的成本和重量息息相关，若想把这样级别的卫星“瘦身”，「最终前沿」所参考的技术路线就是把卫星上的传统器件芯片化和软件化，从而降低成本。目前「最终前沿」的主要产品为具有全套自主知识产权的通信计算卫星（包括整星、卫星载荷、宽频带QV 频段相控阵天线及射频套片、高通量卫星通信基带、星载路由器、卫星控制系统等）以及由通信计算卫星组成的低轨通信卫星星座方案。在单个卫星的设计上，公司主要产品「锐斧」通信计算卫星，用星载芯片和软件替代了过去硬件载荷上80%的工作，降低了卫星体积、重量、功耗以及成本，单星重量在 200 公斤级，量产价格预计在数百万人民币/颗，单星的吞吐量理论能力范围在24Gbps-48Gbps。

在卫星星座方案层面，「最终前沿」采用了星间链路的方式实现星间互联。现在许多星座方案中的卫星都采取透明转发的方式，这种方案中的卫星没有星间链路，所有的路由交换都在地面信关站进行，再通过信关站连接到地面通信网，用户之间的通信需要经过信关站中转。而星间链路可以使卫星彼此之间具备较直接的数据传输功能，理论上只需要一个地面站就可实现全球的通信服务。这样一方面可以降低服务成本，另一方面可以只依靠在国内的地面站就能实现服务。但实现星间链路的难度也相对较高，因为一颗卫星要实现星间互联，必须和相邻的四颗卫星连接，这要求一颗卫星必须同时拥有星间天线和对地天线，并且完成他们之间的转换和交互。目前「最终前沿」采用的相控阵天线，尺寸只有100mm×100mm×100mm，内置64个天线阵元，可以在控制卫星重量和体积的同时保证通信能力，同时采用高速基带和路由模块完成星间和星地天线多通道交换。

谈及从芯片这一难点开始攻破的原因，陈津林认为星上芯片是卫星制造的核心突破点，只有确定了这一核心器件的方案，才能确定其他方面的研发。如果芯片或整个通信系统存在不确定性，也不能确定整个平台的功耗。若后续芯片需要调整，那将导致整个平台的功耗变化，平台的设计方案也需随之修改。

在产品进度上，公司已于2018年底完成了卫星载荷、天线的设计，2019 年开始进行天线的生产和测试，并且在2020 年上半年完成星载芯片的流片工作，下半年完成整星的设计、加工和组装。在批量发射的规划上，「最终前沿」通过星箭一体化设计，接触中型火箭公司，希望做到一次性发射多星。公司目前规划在 2021 年上半年进行实验星发射，验证通联能力，并且计划后续发射多颗卫星实现初步组网。

创始团队构成方面，「最终前沿」按照航天、通信、网络和软件四大领域进行技术创始团队配置。陈津林是连续创业者，拥有10年海外大型公司SAP、 Amazon等公司系统软件架构设计及开发经验，于2013 年左右创建了北美最大的 VR 内容发行、制造，企业级、工业级VR 方案商"Archiact"，曾在国外创业过程中深入了解航天领域。CMO焦石为北航双硕士，曾在华为工作十二年，拥有3 年中欧电信运营商市场管理经验，9 年电信级路由器研发团队管理、项目管理以及芯片开发经验。CTO贾森为北航双硕士，拥有14年网络通信设备及终端产品经验和产品架构、设计、质量全流程管理经验。首席航天工程师成国为哈工程硕士，14年航天卫星通讯、卫星姿态控制、巨系统成本控制管理经验。