從2015年商業航天「破冰」到民營衛星密集上天，中國商業航天正在快速崛起。新的衛星、新的技術、新的軌道，交匯在一起的是中國商業航天發展的新模樣。
文｜劉青青 石丹
ID | BMR2004
近日，「長征二號丁」運載火箭開啟了第77次飛行，將四象01～03星三顆衛星成功送入預定軌道。
此次發射的衛星屬於商業衛星。四象01星、02星、03星三顆衛星由北京四象愛數科技有限公司（簡稱「四象科技」）設計研發，分別搭載SAR（合成孔徑雷達）、高分寬幅多光譜相機、中波紅外相機。
2023年7月23日10時50分10秒，四象01～03星成功發射，入軌後組成四象A組多源遙感衛星星座。由此，四象科技將在遙感觀測方面獲得更多衛星數據，進一步支撐和推動農業遙感、環保檢測、城市規劃等不同商業遙感服務應用落地。
而在此次實現多源遙感衛星同軌發射之前，無論是火箭公司還是衛星公司都已經籌備了近4年時間，商業航天更是默默發展了9年。從2015年商業航天「破冰」到民營衛星密集上天，中國商業航天正在快速崛起。新的衛星、新的技術、新的軌道，交匯在一起的是中國商業航天發展的新模樣。
01
三星在軌
據了解，四象01星、02星、03星三顆衛星的正式名稱分別為AS-01「礦大南湖號」SAR遙感衛星、AS-02「虹口復興號」光學遙感衛星、AS-03「中電農創號」紅外遙感衛星。
其中，AS-01「礦大南湖號」SAR遙感衛星是高解析度（亞米級）、輕量化、商業合成孔徑雷達（SAR）衛星，具備聚束、條帶、掃描和大斜視成像能力。該衛星具有全天候、全天時工作優勢，在各類自然災害的監測預警、救援指揮等方面將發揮重要作用。
四象科技創始人兼CEO郗曉菲指出，AS-01在一定程度上參考並且超越了德國的Terra衛星系統，「因為Terra衛星系統發布比較早，我們占了便宜，但是行業發展到今天，我們的技術已經優於Terra衛星系統。」
從論證到出廠，AS-01花了1000多天，而這顆整重290千克的X頻段衛星在幅寬10公里的情況下，地距解析度可以達到1米。
AS-02「虹口復興號」光學遙感衛星是高解析度寬幅、輕量化、敏捷多光譜光學衛星。該衛星具有較高機動性與大寬幅成像優勢，單景幅寬可達100公里。這意味著其可以在單位時間內覆蓋更大的地表區域，提高採集效率和速度。
「原來我們服務國家各大機構的時候，天天為了任務和同事們吵架，因為衛星幅寬不夠大。」郗曉菲表示，因為當前民營商業航天業務大部分從光學衛星入手，而且以輕小型光學衛星入手，基本上衛星地距解析度在2米左右，對應10公里幅寬，常常導致幅寬不夠高、時效性不夠大、應用效率低等問題。
於是四象科技在設計「AS-02」時，專攻大寬幅成像，硬生生把光學衛星的單景幅寬擴大到了112公里。
AS-03「中電農創號」紅外遙感衛星是高溫度和空間解析度、輕量化、敏捷型熱紅外衛星，具備0.2開爾文（熱力學溫度單位）熱靈敏度能力，而該衛星也是商業航天領域當中唯一一個帶中波紅外的衛星。
衛星遙感不是萬能的，從太空遙看地面時依然充滿著大量陰影。在地表外觀沒有發生較大變化的時候，從光學衛星影像上所獲取的信息十分有限。鋼鐵廠裡面是忙碌還是冷清？礦場地底的礦機是閒置還是在運作？於是四象科技想到了紅外衛星，決心克服紅外衛星難題。
紅外衛星在國內應用比較少，因為紅外衛星相對來說更加先進，其地面處理水平的難度較高。四象科技花了5年時間累計相關算法和資料庫，終於讓「天眼」更加透徹。
四象科技首席市場官劉雨婷對《商學院》記者表示，這3顆衛星各自的優勢和特點明顯。例如：AS-01採用相控陣天線，具有全天候、全天時工作優勢，在夜間或者雨雪天氣里，普通可見光衛星受到天氣和時間限制拍不到影像，但是AS-01可以做到。因此，AS-01在各類自然災害的監測預警、救援指揮等方面將發揮重要作用。
此外，AS-02視野比一般光學衛星寬很多，其一次衛星成像可以拍到整個北京城，但其他高解析度衛星做不到全覆蓋。且該衛星具有六譜合一及立體成像能力，特有紅邊譜段專為自然碳匯及農業監測打造。
AS-03則是延續了紅外衛星的高解析度，具有溫度對比度高、目標紅外細節表達清晰等優勢，主要可用於光伏運營、生產熱力源、宏觀經濟分析服務。
總之，此次四象科技隨著火箭升空的3顆在軌衛星，一方面技術側重不同，在衛星遙感細分領域各有千秋；另一方面它們都是前沿科技和心血的凝結，再一次證明了中國航天的實力。
02
衛星「列陣」
四象科技AS-01、AS-02、AS-03三顆衛星上有著太多的故事。而當它們「列陣」組成星座時，則又會孕育出新的故事。
據了解，早在2019年，四象科技根據國家商業航天發展政策以及軍隊關於民商衛星發展管理規劃，首次提出「四象星座」衛星計劃，設計研製並發射國內首組由「SAR+光學+紅外」商業小衛星星座。
該計劃由5顆合成孔徑雷達（SAR）衛星、5顆光學衛星和2顆紅外衛星共計12顆遙感衛星組成，此次發射的為A組3顆多源遙感衛星，預計未來5年內將全部發射完畢並完成衛星星座組網。
當前，四象科技3顆衛星順利升天，組成了四象A組多源遙感衛星星座，開創了國內首個「SAR+光學+紅外」同軌多手段遙感衛星星座的先河。
該星座通過軌道設計獲取多種具有不同特徵的遙感數據，實現不同譜維度同步獲取目標特性的優勢，可以在發揮它們各自優勢的同時又彌補相互的不足，將為應急管理、礦山資源、智慧農業、新能源開發和數字經濟提供數據支撐。
「衛星上天之後，也能進一步填補公司內部數據，鞏固公司數據應用服務。同時在數據基礎上，四象科技將積累更多技術，保持創新。」劉雨婷說道。
值得一提的是，在衛星「列陣」的同時，「地面功夫」也不能少。在寧波的海岸線上，四象科技紮下了一根「棒棒糖」——一個形似棒棒糖的衛星地面接收站，向上可以向衛星髮指令，向下可以接收衛星數據。
早5年前（2018年），四象科技已經啟動地面應用系統規劃並付諸實施建設。到2022年12月，地面站天線已完成生產製造並通過技術驗收；2023年1月，基座及電纜布設工；同年2月，四象科技完成天線布設和終驗，並投入使用。
據了解，四象科技具備上下行、多頻段的商業衛星數據接收站，接收半徑覆蓋大部分東部沿海地區（北至山東、南至福建），能第一時間保障政府及保險公司的各類應急救災需求。
在此基礎上，目前3顆在軌衛星組成的小型星座採用一體化設計思路，配備全鏈路測運控、處理和共享應用服務平台，星座數據獲取與處理時效性得到大幅提升，將數據的服務保障能力提高到小時級。
「作為一個業務化的團隊，我們希望地面系統先行，先把地面做好了然後等衛星上天。所以目前合成孔徑雷達、光學以及熱紅外等所有民商衛星在四象科技的地面衛星平台上都可以做1~7級的數據處理，我們全部兼容。」郗曉菲表示。
03
遙感天下
早在2015年，中國開放民營資本進入航天業，商業航天正式「破冰起航」。兩年後（2017年），幾個遙感領域的專家成立了四象科技，致力於建立遙感衛星數據與實際民生之間的應用通道。
國土調查、水利、林業、農業、電力、應急管理、環保、海洋、氣象、地震、地礦、交通、城市管理、保險、金融……衛星遙感應用覆蓋了諸多領域，幾乎可以說是無處不在。
以農業遙感為例，農業是四象科技最早布局的領域之一，同時也是衛星遙感賦能最難的領域。
首先，農作物種類繁多，儘管植被生長指數大同小異，但每一種農作物的具體參數需要花費大量的精力來調整，不斷地通過去田間地頭進行種植比較才能調整參數。
其次，中國地形地貌差異大，氣候差異也大。無論是高溫、缺水、內澇、蟲害等自然災害，平原、高原、沙灘等地理環境，還是種子、土壤、肥料、農機作業、播種時間等種植差異，都會對農業產量產生細微或顯著的影響，而有些影響是衛星所不能探測到的。
「所以我們一直說農業是一定要下地的，農業遙感也必須要雙腳插在泥地里工作。」劉雨婷表示，哪怕天上有再高的科技含量，真正的「最後一公里」依然要靠技術團隊到田間地頭，像農民一樣完整地經歷整個耕種收穫過程。
在2019年，四象科技曾經在四川進行農產品估產，他們把遙感部的團隊都帶到田地里種稻穀，一邊耕種一邊記錄衛星遙感數據，從播種到生長，再到收割，團隊從地里收穫了近100斤稻穀，而光學衛星遙感數據反饋的估產精度達到95%。
現在，四象科技長期提供智慧農業遙感監測服務：對種植區域進行面積劃定，對各主要糧食作物及經濟作物的產量進行預估，還有農作物災害、蔬菜種植面積、水產養殖等等。
值得一提的是，四象科技在進入農業時以農村保險作為切入口，為保險公司、銀行等農業保險、農業貸款業務提供數據支持。類似的金融產品並不少，四象科技通過對全球各主要大宗商品產區的產量和物流信息進行監測，判斷全球貿易趨勢變化，為金融投資機構、大宗商品及期貨投資提供決策支持。
遙感能做到的不止於此。剛剛升空的AS-01「礦大南湖號」SAR遙感衛星，是我國第一顆礦業專用衛星，正在通過衛星遙感數據支撐將賦能智慧礦山建設；AS-03「中電農創號」熱紅外遙感衛星用更精準的技術查看中國糧倉乃至海外的糧食漲勢情況，在2022年，四象科技還推出了美洲大豆的期貨指數。
作為商業衛星遙感應用企業，四象科技已開發出包括基礎設施安全監測、環境監測、城市三維建模及違建監測、農業及工程險數據支持、農產品產量監測、礦產作業監測、港口及航運活躍指數、能源安全及庫存指數、燈光經濟活躍度指數、地理信息監測平台等一系列產品，應用範圍覆蓋應急、環保、農業、住建、能源、保險、金融投資等多個領域。
耕耘多年，四象科技不斷開拓商業遙感應用的新領域，深入各行各業，遙看寰宇，感知天下。
04
「讓巨人動起來」
商業航天破冰9年，中國航天事業的發展日新月異，商業航天也在其中綻放光彩。
共研網發布的《2023-2029年中國商業航天市場全景調查與未來前景預測報告》指出，我國商業航天已具備一定的技術基礎和產業優勢，從事商業航天領域的企業數量呈現快速增長，空間信息正加快與大數據、雲計算、物聯網等高技術融合，航天產業市場潛力巨大。
該報告指出，在政策和資本等多方加持下，2015～2021年中國商業航天產業保持著22.3%的年均復合增長率。2020年中國商業航天市場規模已經突破1萬億元。預計未來3年，產業將繼續以超20%的增長率進行擴張，2022年突破1.5萬億元，2024年有望達到2.3萬億元。
劉雨婷表示，一方面，身處行業能明顯感覺到湧現出越來越多的商業航天公司，出現在商業航天公司的高質量人才也越來越多。「早期的商業航天人幾乎都是從『國家隊』出來的，現在能感受到人才機構對商業航天的肯定和期待。」
另一方面，商業航天公司已經越來越清晰地找到了自己的商業方向。商業航天發展了9年，最開始都是「摸著石頭過河」，如何將航天商業化？如何進行公司運作？對於航天人來說都是一頭霧水，也走了很多彎路。而新湧現的公司經營發展明顯成熟起來，整個行業慢慢邁向成熟的狀態。
「商業航天是國家航天力量的有力補充，但是從另外一個角度來說，我覺得商業航天還是推動這個行業最關鍵的加速器，因為只有『市場化的手』才能讓巨人真正地動起來。」劉雨婷總結道。
北京市遙感信息研究所研究員文江平指出，這些年來，國人見證了中國航天特別是中國商業航天的輝煌和發展，在短短几年的時間裡，商業航天發展跨了很多個大台階。
「以當前四象A組多源遙感衛星星座為例，其在國家商業航天性能上的指標已經非常先進。在這組星座里，不僅可以通過可交換衛星直觀地、清晰地辨別地面上的目標地物，同時還可以發現這些地物的狀態，幫助科研人員進行定量分析。」文江平表示，這些應用將為各行各業提供更優質服務，商業航天的應用前景會更加廣闊。
郗曉菲表示，在未來，希望中國商業航天能進一步繁榮發展，商業航天衛星能越來越多，衛星數據越來越便宜，商業化成本越來越低，衛星遙感應用越來越深入。在整個航天生態產業鏈上，商業航天會是最靈活、有生命的一環。（本文圖片均由受訪者提供）
來源 | 《商學院》雜誌2023年9月刊