创新X：他们首创众筹式“科学航班”卫星，在太空探索科技制高点

“创新X”系列科学试验卫星的首发星——空间新技术试验卫星。

一年时间做出来一颗新卫星，不再专星专用，而是兼顾数十种类型迥异的载荷，并成功赶上固体运载火箭发射的节奏，还给前沿基础研究的实验室送“机票”，免费带大家飞。这种“科学航班”式的发射，实现了从基础研究到国家型号任务快速验证的科研新范式。

该模式由中国科学院微小卫星创新研究院（简称“卫星创新院”）空间新技术试验卫星研制团队首创。

这颗卫星全名是“创新X”系列科学试验卫星的首发星——空间新技术试验卫星。

“以前没这样的机会！”一位科研人员表示。

未来，“创新X”团队将利用这一宽适应、低成本、可持续的空间试验平台和科学航班发射模式，征集国内外具有在轨验证需求的新载荷、新产品，搭载发射50公斤级科学微纳卫星、100公斤级科学微小卫星和600公斤级科学试验卫星，进行科学探索和应用。

“最亮”的星，成果不断：明星载荷，两年后还在产出数据

卫星上的科研仪器和设备被称为载荷。

像是积木，一个个载荷被堆砌、组装在一起，成为一颗卫星。然后，这颗卫星被搭载在发射升空的火箭上，送入太空，在预定轨道上运行，并根据指令，开机、探测，传回信号。

“这真的是我们头顶一颗'最亮'的星！”卫星创新院副院长张永合说。发射升空两年来，“创新X”首发星在轨实验成果不断。

“创新X”，意为创新交叉、创新无极限。

2022年7月27日，由中国科学院自主研制的 “力箭一号” 固体运载火箭首飞成功，搭载的“创新X”系列科学试验卫星顺利入轨。

两个多月后，2022年10月，搭载在“创新X”卫星上的高能爆发探索者（HEBS）载荷发现迄今最亮伽马暴，对其主暴阶段进行了高精度测量，是国际上已知质量最好的观测，发现该伽马暴的观测亮度和各向同性等效能量均打破纪录，获得国际同行认可。HEBS还与中国 “慧眼”卫星联合精确测量该伽马暴完整爆发过程。

北京时间2023年3月29日2时，中国科学院高能物理研究所与全球40余家科研机构同时发布该项研究成果。

除了“国际迄今最亮伽马暴”“全球首张宽视场X射线聚焦成像天图”“我国首幅太阳过渡区图像”“国产量子磁力仪首次全球磁场勘测”等一系列重要科研成果，都与中国科学院微小卫星创新研究院研制的“创新X”系列科学试验卫星的首发星-空间新技术试验卫星有关。

这颗重量只有620公斤的卫星上，搭载了20余家单位研制数十套载荷，自发射以来，已完成了44项空间新技术验证。部分技术产品已实现推广应用，现已转入常态化观测模式，仍在持续产出大量科学数据。

“创新X”首发星的科技成果丰硕，为后续 “航班式”搭载模式创造了良好开端。

在创新X首发星在轨试验总结会上，中国科学院卫星创新院副院长张永合与中科宇航有限公司董事长兼总裁杨毅强共同宣布了“创新X”科学航班计划，基于“创新X”首发星的实践经验与成果，继续探索空间科学探索与技术验证新范式。

空间新技术试验卫星研制团队。

“创新X”科学航班计划面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品，利用“力箭”的发射机会，每年搭载4颗50公斤级科学微纳卫星，2颗100公斤级科学微小卫星，1颗600公斤级科学试验卫星，为全球科学家、科研机构、大学、空间公司提供全链条搭载服务。

截至目前，“创新X”卫星已完成在轨验证的新技术包括边缘计算型视觉芯片、InSb红外探测器、宇航级半导体温控等新器件技术，也包含微牛级冷气微推、超高频脉冲管制冷、3D 打印钛合金高压气储结构、国产舱外无磁光纤等部组件技术，为未来空间探测任务提供了丰富的新技术产品。

创新+闯劲：他们一年做出一颗新星

“创新”往往意味着更多的风险和不确定性。

“经费自筹，风险自担，科学先行，过时不候”，这为“创新X”首发星的研发定下了基调。

换句话说，经费紧张，需要“找钱”，需要控制成本；失败的概率大，它瞄准基础研究和最前沿探索；时间紧，火箭发射窗口窄。

但航天和太空是如此特殊，它很少给人第二次补救的机会。所以航天人更要倍加谨慎和努力。

一年时间做好一颗卫星，搭载一二十种新的载荷，而这些载荷如同飞机上的一群乘客，每个人坐在哪儿，是靠窗还是靠过道，以及谁先登机等问题，都要通盘考虑。

创新X总体主任设计师李飞说，“载荷的成熟度，包括它的可靠性肯定会有差异，包括它的研制进度。我们也要保证任何一台载荷出现了一些非预期的情况，不要影响到卫星的安全可靠运行。”“比如推进系统就有好多种，不仅有常规的燃料、化学推进，还有喷气的。”

针对上述问题，创新X总师张晓峰表示，“我们探索了新的流程模式——规范先行，专项识别和重点把控。”

他尤其提到“规范先行”。在用户设计载荷前，“创新X”团队就把相关规范给到用户。让所有用户在相同的规范下进行创新，实现最大程度的匹配和协同。

“创新X”被设计成了一个面向载荷动态集成的通用化的平台，不仅接口丰富，还具备高精度对日观测、对地观测、惯性定向等多种观测模式。此外，它还进行了快速迭代、测试流程优化等技术管理创新，实现了1年的短周期快速研制。

他们还通过利用鉴定件来控制成本。张晓峰介绍，“鉴定件就好比我们坐的飞机、汽车一样的，要先把它定型，然后做各种破坏性试验，比如跌落试验、碰撞试验。没问题之后，我们才开始正式生产这种产品，交付的叫做飞行件。而因为鉴定试验有破坏性，我们一般不用鉴定件了。在'创新X'卫星上使用鉴定件，一是为了缩短加工周期，另外一个是降低成本。”“当然，我们还是做了很多评估和检测，它是满足性能要求之后，才去把它用做飞行件的。”

“力箭一号”首飞时，火箭、卫星以及载荷成本由火箭方、卫星方、载荷方共同承担，但将来，载荷方需要覆盖一定的卫星发射成本，“科学航班”的机票可能要收费了。

“我想，总有一天能够达到一个很好的平衡，这种平衡就是科学家的载荷也能上，然后有经济回报的载荷也能上。”张永合表示。

“8名主任设计师里，有6人是第一次担任主任设计师。团队里三分之二都是‘87后’，是一个非常年轻的团队。”张晓峰总师说，“第一次去做，他们的闯劲、创新性是足够的，但是工作经验怎么保证不出问题？我们当时启用‘双责任制’。”

空间新技术试验卫星研制团队。

他介绍，所谓“双责任制”，就是一方面让“老”主任设计师或部门领导在关键节点上把关，年轻设计师主导项目设计和推动，另一方面给年轻人安排一个带教的“师傅”，老带新，形成组合。

他们采取的另一个办法是“质量问题小题大做”。张晓峰介绍，2021年夏天，“出过一次事”，“当时我们发现了一个非常低级的错误，做得太快，年轻人经验不足，把一个电缆插错了。结果就把一个器件实际上是过压了。正常应该是3.3伏的电压，结果上了一个12伏的电压。”

全团队的人被叫到一起，开了一个会议——“质量归零会”，希望通过这种“小题大做”的形式，让整个团队知道这种系统工程的质量问题带来的危害，进行举一反三，让整个团队都有航天保成功的意识。“航天它是个系统工程，非常复杂。如果没有工程经验，直接去做，一定会有很多质量风险，会有很多坑，要交很多学费。”他说。

张晓峰介绍，“另外我们卫星创新院有一个传统，是成立临时党支部。其中一个活动叫党员‘亮身份，践承诺’。我们所有的党员到了发射场，都会写下自己的承诺书，去尽自己最大努力，保发射成功。因为是系统工程，每个人把自己做好了，系统工程才能做好。”

张晓峰表示，“我们还创造了一个纪录——最简发射队。我们在发射场最少的时候只有7个人，而正常一个卫星发射队应该都要30~40个人。”

2022年3月，最后的装配及测试阶段，科研人员晚上在办公室打地铺或睡会议桌，克服了载荷及产品交付运输受限、团队无法到场进行测试等问题，最终卫星在4月底具备了出厂条件。

2022年5月，卫星和团队成员跨越3000公里的公路，从上海抵达酒泉。其中，卫星历时74小时，17次检查之后成功运抵酒泉卫星发射中心。

极端宇宙、时空涟漪、日地全景……还有更多核心技术等待着被突破。“创新X”团队将继续聚焦世界科技前沿，瞄准科学无人区，用创新颠覆以往，成为国家航天领域不可替代的战略科技力量。

作为我国科学卫星领域的主力军、应用卫星领域的方面军，中国科学院微小卫星创新研究院已成功发射包括北斗三号组网卫星、暗物质粒子探测卫星、量子科学实验卫星、天宫二号伴随卫星、太极一号卫星、爱因斯坦探针卫星等128颗卫星。该机构致力于成为我国先进卫星科学技术的创新引擎、航天科技成果转化和产业化示范基地、政学研产用紧密结合的桥梁纽带和国际交流合作的开放平台，为国家战略需求和重大科学突破提供有力支撑。