“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,陝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。由火箭派公司研製的“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”衛星平台,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,並通過箭上、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,為後續運載火箭及空間微重力生物載荷試驗裝置研製奠定了基礎。

此次發射由陝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台方共同合作完成,三方均為首次公司技術驗證亮相,試驗的成功為後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、二級採用固體發動機,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。

"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

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,並且獲得亞軌道生物培養環境參數。為後期立方星平台的穩定性、模塊化、批量化提供重要依據,並且為太空實物試驗提供首批數據,有效提高後續生物試驗的成功率。在開展衛星平台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佔有了一席之地,促進了中國航天的發展進程。近年來商業航天的“SpaceX熱”其背後的商業邏輯表明,商業航天應立足於市場定位,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:“華羿鴻達是立足陝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,構築陝西自主可控、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《陝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,後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,微重力對製藥、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,可以縮短新葯和疫苗的研發周期,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製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。

火種一號
火種一號

為滿足商業生物載荷在小型化、模塊化、低成本方面的需求,火箭派研製的“火種一號”在系統架構上,採用了基於ARM處理器的SoC技術進行軟硬件協同設計,基於Linux定製開發了首款生物載荷操作系統,並實現了首次技術驗證。在可靠性上,採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,同時藉助雲計算中心與邊緣AI,基於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,還將採用“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。

火種二號
火種二號

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製與商業合作。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台

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台。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,適用於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“平台還將拓展至3U、6U、12U等不同構型。

“我們推出這個新的衛星平台,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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