云遥宇航:用技术探索星辰,以创新丈量山海
创始人
2025-07-10 03:41:59
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转自:中华工商时报

    此时此刻,在距人们头顶535公里的太空轨道上,正有46颗气象卫星,“注视”着地球大气洋流的移动,它们以约每秒8公里、90分钟绕地球一周的速度,穿越南北极,进行经度运行。未来,这一数字将提高至90颗,共同组成“云遥气象星座”,为劈风斩浪的远洋运输轮船,提供包括台风路径、海风、海浪、洋流方向等在内的气象数据服务。

    这些大小尺寸与普通电脑相仿的气象卫星,由天津云遥宇航科技有限公司(简称“云遥宇航”)研发,搭载商业火箭在酒泉卫星发射基地发射升空,被送入低轨卫星轨道,在未来5到7年,执行气象观测任务。日前,中华工商时报记者来到云遥宇航,专访该公司创始人、董事长兼总经理李峰辉。

    一星值万金

    用硬技术啃硬骨头

    作为云遥宇航的核心工程,“云遥气象星座”配备自主研发的GNSS掩星探测系统、GNSS-R海洋反射探测系统、红外相机等载荷,可同步获取大气温、湿、压、电离层电子密度、海风等要素信息。组成该星座的气象卫星,计划在2026年底前全部发射升空并完成组网,包括72颗太阳同步轨道卫星和18颗低倾角轨道卫星。

    “届时,它有望成为世界上数据产能领先的商业气象星座之一。”李峰辉说。

    作为天津大学博士、李峰辉放弃了稳定的体制内工作,投身创业浪潮,于2019年创立云遥宇航。在他带领下,云遥宇航完成了从气象卫星研制、气象预报系统搭建到精准气象服务与应用的全产业链布局。

    “造卫星不是神话,是熬过千百次调试;测数据没有捷径,得耐住寂寞反复验证。”李峰辉对记者表示。

    “新时代需要青年用技术探索星辰,以创新丈量山海。无论科研攻关还是基层耕耘,愿我们保持破界的勇气,用硬技术啃硬骨头,这是青年该有的样子。”这是李峰辉的座右铭。

    2021年12月7日,云遥宇航研发的第一颗卫星“天津大学一号”发射升空。那是一个值得庆贺的时刻。但在那之前,为确保发射成功,李峰辉和创业团队整整准备了3年,尽管人手不够,但也要精益求精,他们不断打磨研发方案,做了许多次载荷验证、数据验证,以确保各项数据准确、可靠。

    为确保在各种复杂环境下能够正常接收卫星传回的数据,在发射前期,他们还进行多次山基实验,到处搭建测试平台,甚至开车拉着设备在复杂山路上一跑几十公里,就是为检测设备在各种复杂环境下接收卫星信号的能力。同时,为实现完全自主研发星载探测载荷,就必须获得能够满足真实发射条件的载荷数据,试验团队进行反复测算得出一组数据,又通过多次载荷试验,即把载荷放在从其他卫星上发射,对数据进行验证。

    当一切就绪,进入发射环节,还有一项必不可少的工作——与火箭联调联试。这是发射前最后一道“安全门”——有时,火箭已经运送到发射场,甚至已经树立在发射架上了,只等一声令下,就点火发射,此时,如果突然监测到卫星数据异常,为确保卫星安全,就临时果断取消发射并重新选择发射日期。这种情况也不是没发生过。

    “发射卫星是一个极复杂的过程,需要极严谨的科学态度,来不得半点马虎。”李峰辉说,从前期卫星生产、安装、测试,到与火箭联调联试,到发射升空、进入轨道,再到地面接收数据,这一连串过程中,任何一个环节出现失误,都会功亏一篑。

    如今,云遥宇航已有170人的员工队伍,并具备一支专业的测运控团队,在新疆喀什、黑龙江佳木斯、海南临高都建有专业的地面接收站,火箭发射后,可确保在第一时间接收卫星传回数据。

    “每次卫星发射升空,只有当有数据传下来,看到数据是正确的,大家的心才踏实下来。”李峰辉说。而十几次现场观看卫星发射,每一次都让他感到万分激动,那种震撼,不亲临现场根本体会不到——随着倒计时开始,在场所有人一起喊10、9、8、7……点火,强大火箭发动机的轰鸣声让大地颤抖……

    在技术创新上,云遥宇航曾获中国气象服务协会科学技术奖气象科技创新奖一等奖、天津市科技进步奖二等奖等奖项,获得国家级专精特新“小巨人”企业称号。该企业以气象卫星研发与数据应用为核心,在“商业航天+气象服务”核心赛道上进行大胆实践。

打破“卡脖子”

服务全球气象预报

    作为云遥宇航卫星总师,“云遥气象星座”的构想由李峰辉提出并付诸实践。目前,云遥气象卫星数据产品已得到中国气象局及欧洲气象卫星应用组织等国内外权威机构认可,达到国际领先水平,并在军事国防、国家气象业务保障、远洋航海、新能源等领域实现业务应用,提升数值预报精准度,增强气象数据保障能力。

    李峰辉说,作为为远洋气象导航提供专业服务的企业,云遥宇航以“商业航天+气象服务”作为基础建设,力图实现该领域数据国产化替代,保证我国在远洋气象数据方面,实现自主化,从而打破国外“卡脖子”现象。在远洋气象导航服务方面,“云遥气象星座”搭建一个综合性大数据平台,实现对台风精准预报,包括台风的形成、强度、运行路径等。船主购买这些数据及相关服务,以此为依据,判断航路是直行还是必须绕行。云遥宇航通过卫星监控其轮船所在位置,向其发邮件,提供包括轮船周边及航线上的气象、风浪、洋流等数据信息,为其做决策提供参考建议。主要用户包括山东海运、福建国航远洋、福建海通、中谷物流等百余家企业。

    对于正在布局的云遥星座计划,李峰辉如数家珍,“‘云遥气象星座’将包括12个太阳同步轨道面和6个低倾角轨道面,前者每个轨道面有6颗卫星,后者每个轨道面有3颗卫星,共同实现高重访率的气象探测。”

    从2021年底开始,经过十几次发射,目前已成功发射卫星46颗,还有44颗正在按计划建造,每颗卫星的功能相同且按照经度不同进行分布,各自拥有自己的运行轨道,互不交叉,覆盖全球探测,它们穿越南北极,能够均匀地把地球包裹上,从而实现全球均匀组网,按降交点(即卫星穿越赤道的准确时间)均匀分布,实现6点一组、8点一组、10点一组……形成全球高分辨高精度全尺度大气层探测系统。

    在此条件下采集的数据,时效性就有保证,而且,由于卫星数量大,采集数据的精度也有保证,能够辅助气象行业上下游发展,服务于全球气象预报及灾害短临预警。云遥宇航最开始是搭载国家队火箭发射,如今,与星河动力、中科宇航、蓝箭航天、星际荣耀等商业火箭公司合作,也常搭载商业火箭发射。

    2022年,云遥宇航第一次进行批量卫星发射,标志着该公司卫星已经可以满足量产。2024年,是云遥宇航的卫星高发年,5月、8月、9月、12月,每月都有卫星发射。2025年年初至今,云遥宇航已经发射3次,甚至出现过一周连续发射2次,一共发射12颗。

    2024年12月30日,李峰辉领衔研发的云遥气象数据成功接入中国气象局CMA-GFS V4.2业务系统,开创了商业气象卫星服务国家级气象业务的先河。如今,他带领团队与中国气象局地球系统数值预报中心紧密合作,将国产化气象数据应用于气象预报和自然灾害监测,为灾害预警和救援决策提供关键依据,以实际行动诠释科技服务社会、保障民生的使命担当。

精准采集数据

提高航行安全性

    在云遥宇航的展厅里,记者看到多枚按照与真实卫星尺寸1:1比例和相同重量制作的卫星模型,长度为80厘米,宽度为60厘米,重量约30公斤。

    “这就是‘天津大学一号’模型。”李峰辉指着其中一件对记者说,它背负的太阳能电池板,发射之前是折叠固定在卫星背面,等发射进入轨道后,地面遥控打开太阳能帆板,到达预定轨道后,开始正常工作。

    这边展出的是光学卫星,是用来拍摄照片、图像的,其内部安装相机,功能就是拍照、存储等。

    ……

    面对琳琅满目的展品,李峰辉滔滔不绝地讲解。

    “我们的每一件卫星产品,从核心部件制造,到火箭载荷、轨道高度等,每一步都要反复采集数据并进行精确计算,为的是最大限度确保卫星探测到的气象数据准确,并在此前提下降低成本。”李峰辉说。

    数据采集回来后,如何让其发挥实用价值?远洋货轮是主要的目标用户。货轮在海上一走就是两三个月,它的航线规划必须参考海上气象预报,云遥宇航采集的数据能够满足其需求。同时,远洋货轮也可安装云遥宇航提供的专门气象导航系统,从而辅助船长做航线优化。

    另一方面,依靠这套系统,协助船东对货轮进行跟踪。轮船租赁出去后,船东无法随船出海,而只需要根据安装在船上的气象导航系统,观察轮船航行路线上有没有风浪,要不要调整航线,比如,通过百慕大海域,船家就需要特别小心,根据实时提供的数据服务,科学规划航路,规避风浪,从而帮助船家最大限度提高安全性,降低航行成本。

    轮船出海后,承租方与船东之间,经常会发生一些纠纷,比如租金等。承租方遇到台风、海浪、洋流异常等,不得不临时系泊,或修改航线绕行,这些都会增加运输成本。而云遥宇航提供的气象数据,就可作为其与船东最终结算时的科学依据。为此,船家也需要付一定的资金来购买云遥宇航的气象服务信息,价钱按航次支付,一般用美元结算。

    在智慧交通方面,气象卫星也有用武之地。比如,天津等城市,冬天经常会发生大雾天气,汽车上了高速发现,雾太浓很影响大家出行。我们正考虑与政府合作,在这方面加强气象服务,提供精准的气象播报。

    接入国家数据库

    实现对气象三维探测

    记者跟随李峰辉来到中控室,在监测屏幕上,能清晰地看到卫星运行轨迹位移,以及每颗卫星经过地面接收站时,往地面传回的包括卫星编号在内的具体数据。

    依据这些数据,判断卫星的状态,分析其采集的数据是否存在问题,比如,一旦发现数值陡然增大,就须结合其他相关因素分析是否发生太空磁暴,而一旦证实确实发生磁暴,由于担心可能会影响卫星的寿命,或者影响卫星的工作状态,就要考虑暂时关机,暂停卫星工作,否则,由于遭遇强磁场,可能导致整颗卫星报废。

    “2024年12月30日,‘云遥气象星座’系列卫星进入中国气象局综合气象观测系统,并实现业务运行。”李峰辉自豪地告诉记者,这是商业小卫星数据首次获准进入中国气象局业务系统,用户主要集中在政府、军方、航海公司、新能源风能发电、地面交通等。如今,云遥宇航正在构建“全球空间气象数据生产”+“空间气象数据应用推广”于一体的综合性服务平台,开展距离地表三公里以下的气象探测。

    “云遥气象星座2026年组网完成后,将形成全球高分辨率、高精度、全尺度的大气层、电离层探测系统。”李峰辉对记者表示,其90颗卫星均加装全球导航卫星系统掩星探测载荷,可获取全球范围内大气掩星和电离层掩星观测数据,得到大气层温度、湿度、压力和电离层电子密度等信息,实现对大气层、电离层和降水的三维探测,提升气象监测精度。

(图1)云遥宇航展厅。

(图2)李峰辉和同事们一起进行载荷测试。

(图3)李峰辉讲解公司业务模式。

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