“一網(wǎng)”星座衛(wèi)星研制情況簡析

李博 杜丹 趙惠惠 王韻涵

（1 北京空間科技信息研究所 2 北京跟蹤與通信技術(shù)研究所 3 中國空間技術(shù)研究院）

“一網(wǎng)”（OneWeb）星座是一網(wǎng)公司（ONEWEB）于2012年提出的低軌寬帶衛(wèi)星星座項目，旨在利用大規(guī)模小衛(wèi)星，實現(xiàn)全球范圍無縫寬帶服務(wù)。OneWeb星座項目于2019年啟動部署，目前已發(fā)射288顆衛(wèi)星。2020年，由于資金鏈斷裂，一網(wǎng)公司曾經(jīng)歷了破產(chǎn)重組，后終被英國政府及印度財團聯(lián)合競購，并獲歐洲通信衛(wèi)星公司（Eutelsat）入股，項目得以延續(xù)，衛(wèi)星部署工作也重新進(jìn)入高頻次節(jié)奏。

1 發(fā)射部署情況

現(xiàn)階段，“一網(wǎng)”星座計劃在1200km軌道、18個軌道面上部署650顆低軌衛(wèi)星，以提供第一代服務(wù)。后續(xù)計劃部署總數(shù)超過6000顆的大規(guī)模星座。

截至2021年8月底，“一網(wǎng)”星座共計完成10次發(fā)射，累計部署288顆衛(wèi)星（含首批發(fā)射的6顆試驗星）。目前全部在軌、已經(jīng)到達(dá)預(yù)定軌道的衛(wèi)星數(shù)量為179顆，相比第一階段全球覆蓋目標(biāo)所需的衛(wèi)星總數(shù)，真實部署完成度達(dá)27.6%，余下的109顆衛(wèi)星均處于軌道抬升、在軌測試階段。根據(jù)正常電推進(jìn)速度判斷，預(yù)計需要2～3個月，當(dāng)前發(fā)射的所有衛(wèi)星均可到達(dá)1200km的預(yù)定軌道位置，屆時星座部署完成度可達(dá)44.4%。

“一網(wǎng)”星座部署狀態(tài)（更新至2021年8月底）

“一網(wǎng)”星座自2019年首批試驗星部署至今，未對外公開其有衛(wèi)星在軌失效情況，從目前入軌情況判斷，所有衛(wèi)星的軌道機動操作均無明顯異常，同批次衛(wèi)星基本處于相同的軌道狀態(tài)，這也是該星座相比“星鏈”的特點和優(yōu)勢所在。

2 組織模式

一網(wǎng)公司在星座建設(shè)方面主要采用與傳統(tǒng)制造商合資、全球分包采購的方式，多方利益捆綁，實現(xiàn)低成本、批量化研制。

在承包商選擇方面，一網(wǎng)公司并未直接將星座建設(shè)工作交由一家制造商全權(quán)負(fù)責(zé)，而是交由其與空客公司（ADS）聯(lián)合成立的子公司—一網(wǎng)衛(wèi)星公司（OneWeb Satellites）負(fù)責(zé)抓總，在法國建立初期生產(chǎn)線進(jìn)行首批10顆試驗星研制。隨后在美國建立量產(chǎn)化的衛(wèi)星工廠，配置成熟的衛(wèi)星生產(chǎn)線開展衛(wèi)星研制。該衛(wèi)星工廠位于美國佛羅里達(dá)州，投資8500萬美元，包含6～7家從事航空航天制造的企業(yè)，具有技術(shù)人才優(yōu)勢。實際上，根據(jù)一網(wǎng)公司與佛羅里達(dá)航天公司（Space Florida）達(dá)成的協(xié)議，后者為新建的衛(wèi)星制造廠投資8000萬美元，佛羅里達(dá)州交通運輸部還在新廠建設(shè)階段投入1750萬美元的配套資金。

“一網(wǎng)”項目分包研制組織關(guān)系情況（根據(jù)公布情況整理）

在研制分包方面，為了滿足星座的建設(shè)進(jìn)度和成本要求，一網(wǎng)公司建立了全球范圍的供應(yīng)商渠道，雖然對外公布的信息非常有限，但目前可查的合作伙伴包括美國及歐洲各國眾多分系統(tǒng)、單機的制造商。為了保證達(dá)到預(yù)期的交付目標(biāo)，一網(wǎng)公司的一些供應(yīng)商（包括瑞士制造商Ruag Space等）透露出在佛羅里達(dá)州開設(shè)新工廠的意向，以保持與衛(wèi)星組裝同步的生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品交付時間；另一些供應(yīng)商則建立全新的生產(chǎn)線，或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造，滿足“一網(wǎng)”星座緊湊的進(jìn)度和龐大的生產(chǎn)量，同時有效降低成本。

3 批產(chǎn)情況

2017年3月，一網(wǎng)衛(wèi)星工廠正式動工，歷時2年半建成，規(guī)模相當(dāng)于兩個美式足球場（約10000m），該衛(wèi)星工廠利用空客在飛機制造領(lǐng)域“未來工廠”的理念，推進(jìn)衛(wèi)星研制流程創(chuàng)新。

衛(wèi)星工廠內(nèi)部配置有兩條裝配線和一個潔凈室。由于衛(wèi)星采用模塊化設(shè)計，每條生產(chǎn)線包括太陽帆板、推進(jìn)、綜合電子與載荷等四個獨立裝配、獨立測試的并行模塊，且每個模塊都對應(yīng)一個工作站。每個工作站由制造工程師、機器人和智能裝配工具組成團隊，協(xié)作將每個組件按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行組裝。為實現(xiàn)最高效率，四個站并行工作，一旦模塊組裝完畢，機器人將其運送到裝配站進(jìn)行總裝，成品大致相當(dāng)于洗衣機的大小。

工廠內(nèi)還有一個維修中心，用于對在裝配或測試過程中，因檢測到問題而從裝配線上取下的衛(wèi)星模塊進(jìn)行維修。在進(jìn)行維修的過程中，裝配線仍可繼續(xù)工作。如果出現(xiàn)問題的衛(wèi)星模塊/組件在1h內(nèi)無法修復(fù)，則立即將其送回原供應(yīng)商。一旦衛(wèi)星完成總裝并進(jìn)行了初步測試，將進(jìn)入測試室進(jìn)行為期2天的電氣和環(huán)境測試，目前有32個測試室可同時工作。最終，在確認(rèn)進(jìn)行了必要的測試環(huán)節(jié)且所有結(jié)果都良好的前提下，衛(wèi)星即可正式交付。

總體來看，一網(wǎng)公司的整個衛(wèi)星生產(chǎn)線充分利用協(xié)作機器人、智能裝配工具、自動光學(xué)檢測系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、自動精準(zhǔn)耦合系統(tǒng)、自動導(dǎo)軌傳送機器人、自動加熱分配系統(tǒng)、增強現(xiàn)實（AR）工具以及自動測試系統(tǒng)等數(shù)字化、智能化手段，加速組裝、集成和測試（AIT）流程。此外，該生產(chǎn)線具備的自動化技術(shù)、測試設(shè)備和數(shù)據(jù)采集能力，能夠為工廠性能和程序改進(jìn)提供分析方法，同時還能夠?qū)ιa(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行接近實時的檢測并進(jìn)行修正，確?？煽啃?。

一網(wǎng)公司衛(wèi)星工廠內(nèi)部生產(chǎn)線情況

從2021年的發(fā)射情況來看，在5個月的時間內(nèi)（約150天），“一網(wǎng)”星座共計部署了144顆衛(wèi)星，約合1天1星，基本符合其衛(wèi)星生產(chǎn)線的批產(chǎn)預(yù)期能力。

4 特點總結(jié)

1）總體策略方面，通過資本合作方式切入研制領(lǐng)域，向產(chǎn)業(yè)上游拓展。一網(wǎng)公司采用與傳統(tǒng)優(yōu)勢宇航制造商成立合資企業(yè)的方式來推進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)，通過間接資本控股紐帶，形成戰(zhàn)略投資關(guān)系，介入星座的設(shè)計、研制和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)對衛(wèi)星性能、質(zhì)量乃至供應(yīng)鏈等有效把控，從而提升衛(wèi)星的研制效率、降低衛(wèi)星的研制成本，形成衛(wèi)星制造和運營兩手抓、高效協(xié)同配合的格局。

2）分包組織方面，集合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)優(yōu)勢力量，倒逼分包商降本增效?！耙痪W(wǎng)”星座的規(guī)模體量龐大，發(fā)射進(jìn)度要求緊迫，亟需高效的供配套體系匹配快節(jié)奏的研制部署任務(wù)。但對大部分供應(yīng)商而言，必須建立全新的生產(chǎn)線，或是對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造，才能滿足龐大的生產(chǎn)量，這也倒逼供應(yīng)商優(yōu)化研制流程、升級研制能力，逐步形成互利共生的關(guān)系，打造新型的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供需生態(tài)體系。

3）研制生產(chǎn)方面，引入新理念、新技術(shù)，加速向批量化衛(wèi)星制造遷移。一網(wǎng)公司的衛(wèi)星工廠實現(xiàn)了對傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)制造的顛覆式創(chuàng)新，其采用面向制造的設(shè)計方法，在設(shè)計環(huán)節(jié)實現(xiàn)產(chǎn)品的可制造性，模塊化的設(shè)計理念在衛(wèi)星裝配、測試階段得到了充分運用；此外，采用人機協(xié)同、人工智能的新型制造技術(shù)和工具，大幅降低人為因素造成的研制問題，提升生產(chǎn)效率和可靠性。