11月5日深夜,西昌卫星发射中心的峡谷中,橘红色焰流划破长空。随着遥感五十一号07-09卫星进入预定轨道,中国科学院微小卫星创新研究院(简称:卫星创新院)迎来第一百次卫星发射。
从净重仅88千克、我国首颗微小卫星“创新一号”升空,到北斗三号组网卫星、暗物质粒子探测卫星、量子科学实验卫星、爱因斯坦探针卫星等亮相,这支队伍23年来一路向前,已成功发射407颗卫星。
作为我国微小卫星及相关技术领域的总体单位之一,位于上海的卫星创新院辖有临港园区和张江园区。
一百次升空入轨,划出的不仅是一道道穿越大气层的飞行轨迹,更是中国航天从跟跑到并跑、再到局部领跑的壮美发展弧线。
给神舟七号太空留影
很多人对神舟七号飞船那张清晰的太空留影记忆犹新,却鲜有人知道,拍下这张照片的是一颗不到50千克重的微小卫星。
时光回溯到2008年,神舟七号飞船伴随卫星研制团队里,一半以上的人从未接触过航天任务。这颗伴星只有一次拍照机会,与飞船分离的速度是生死线——太快会失控翻转,太慢可能撞上飞船。神舟七号飞船伴随卫星总设计师朱振才领着这群年轻人搭建仿真模型,一遍遍比较计算结果,一次次核对物理参数,设计出了伴星与飞船的最优分离速度——0.7米/秒。就是这每秒0.7米的缓慢分离,不仅实现中国首次航天器绕飞观测,拍下了神舟飞船在太空中的首张清晰图片,还验证了微纳卫星协同探测的全新可能。
同样鲜为人知的,还有锂离子电池的“闯关”故事。锂离子电池如今已被国内卫星广泛应用,但这颗伴星是国内载人航天任务中首个应用锂离子电池的航天器。相比当时技术成熟的镍氢电池,锂电池能量密度优势明显,但其安全性让航天专家有所担忧。为此,研发团队对样品展开了极限“折磨”,甚至将电池充至爆燃,当试验报告摆在评审会上,得到所有专家一致认可。
这颗小卫星把卫星创新院“以新破局”的基因,淬炼成了硬实力。
被颠覆的“车货逻辑”
航天界有个惯例:卫星研制以平台为中心,就像先造好货车,货物只能迁就车厢的尺寸和载重,结果往往是“车”比“货”重得多,发射效率大打折扣。
这一惯例,在暗物质粒子探测卫星“悟空”号的竞标现场被打破。
当设计团队提出“以载荷为中心”,即根据探测仪器的尺寸和重量量身定制卫星平台时,评委们大吃一惊。这意味着颠覆的不仅是重量比例,更是整个设计逻辑。结构怎么优化?力学振动试验能不能通过?一道道难题横亘在前。
这支团队无惧困难。他们重新设计了框架面板结构,仅此一项就减重30%。最终,整颗卫星重1.85吨,其中科学载荷就占了1.4吨,颠覆了传统卫星“车重货轻”的格局。
国际空间站的阿尔法磁谱仪重达7.5吨,花费20亿美元;而中国的“悟空”号,用了不到5亿元人民币,功能相当,分辨率更高,可观测的谱段也更多。 “悟空”号发射仅一年多,就捕获到了当时世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。
从“货迁就车”到“车为货量身定制”,是敢于重新定义规则的底气。
不止一次有人说“太拼了”
北斗三号卫星系统首席总设计师林宝军,珍藏着两张合影。
第一张拍于2011年5月,他与美国GPS之父布拉德福德·帕金森初次见面,那时的中国北斗,还在追赶的路上。第二张拍于2025年10月,两人再次同框。这一次,北斗各项性能已与GPS不分伯仲。
与北斗三号相伴的十多年,林宝军被问得最多的一句话是:这个技术外国都没有,我们做得出来吗?在他看来,最大的困难并非技术难题,而是实现颠覆性突破所需的跨越式创新理念。为此他定下一个创新框架,那就是——没有框架。
航天界还有个不成文的规矩:卫星采用新技术的比例一般不超过30%。而北斗三号首发星,新技术占比超过70%。起初,争议声四起,就连团队内部也有人劝:创新点已经不少了,能不能再稳当点?林宝军不信这个“规矩”。他带着团队开了整整一周的会,喝掉一箱红牛,最终达成共识。
从GPS一度是导航系统的代名词,到北斗走出完全不同的技术路线。这支平均年龄仅31岁的队伍,用3年零3个月,走完了GPS从第二代到第三代20年的发展历程。他们在国际上首次实现卫星自主诊断、隔离和修复,不用地面干预就能处置故障,改变了系统升级只能靠发射新卫星的模式。
曾经不止一次有人跟林宝军说,“你们太拼了!”按每天8小时工作量计算,北斗团队一年的工作时长相当于400多天,扣除节假日,几乎一年当作两年用。就是靠这份拼劲,北斗三号提前半年完成全球组网。

北斗三号卫星试验队
看向宇宙更深处
一颗颗空间探测卫星,犹如望向宇宙深处的眼睛。
“刚开始,我们都觉得这几乎是不可能实现的任务。”我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”总指挥余金培坦言。技术难度前所未有——引力参考传感器测量精度是地球重力加速度的百亿分之一,相当于一只蚂蚁推卫星产生的加速度;微推进器推力分辨率需达到亚微牛量级,约为一粒芝麻重量的万分之一。而且,这些技术指标从未在地面实现过。发射时间空前紧迫——科学实验卫星的研制一般需四五年,而“太极一号”从立项到发射只有短短一年时间。这个看似不可能的任务,变成了现实,也造就了奇迹。

“太极一号”
2024年1月天关卫星(爱因斯坦探针卫星)发射升空,搭载了12台“仿生龙虾眼”望远镜,成为国际上首颗大视场X射线聚焦成像天文卫星。这一全新技术路径,打破视场与分辨率难以兼顾的瓶颈,已发现百余颗X射线暂现源,成功获取由中国自主研制设备观测到的首张全天X射线天图。与国际同类设备相比,其探测灵敏度和空间分辨率提升了一个数量级以上。2025年,天关卫星研制团队获评“感动上海”年度人物。
宇宙深处最剧烈的“焰火”,也被精准捕捉。2024年6月入轨的中法天文卫星,有着全球伽马射线暴“最强捕手”之称,截至目前已探测到超百例伽马射线暴事件,正持续为解密恒星死亡、黑洞诞生的极端物理过程输送观测数据。

以中法天文卫星为主题的油画。黄海华摄
千帆竞发的新赛道
当商业航天的浪潮涌起,卫星创新院再次选择了“重新定义”。
卫星创新院院长、千帆星座卫星系统总指挥胡海鹰,带领团队走了一条与传统航天不同的路:小步快跑、快速迭代。他们把卫星“压扁”——星务计算机、测控应答机等被重新集成设计,做成扁平形态,用堆叠方式发射,一箭最多可搭载18颗卫星。这一创新技术被应用于低轨卫星互联网星座——千帆星座。
“对于创新技术,我们既要大胆敢用,也要务实求实。要反复试验,确保新技术在太空能够稳定可靠地运行。”胡海鹰说。
商业航天制造的批量化时代已然到来——卫星创新院临港园区拥有力、热、噪声、微波暗室等环境试验条件,能同时承担50颗以上吨级卫星的研制,并具备年产300颗微小卫星的能力。
太空“快递”也将迎来新成员——轻舟货运飞船。这是我国首款采用商业航天模式研制的低成本货运飞船,比天舟飞船更轻更小,重量约5吨。卫星创新院与运载火箭研制方开展“船箭一体化”设计,发射场流程可缩短为28天,比常规流程快了22天,大大降低时间成本。“未来,天舟与轻舟将形成互为补充的太空物流体系。”轻舟货运飞船总指挥舒嵘说。

轻舟试验飞船
年轻人为何选择留下
“这里的人都‘不下班’的。”很多年轻人刚来卫星创新院工作,都会听到这样的评价。就连出租车司机都说,不管什么时候载客到这里,卫星厂房的灯总是亮着,总有人在加班。这些年轻人都有一技之长,如果跳槽到企业,收入可以增长两三倍。究竟是什么吸引着年轻人留下来?
“这份工作最吸引人的地方,就是给了我们机会与信任。”很多年轻人在接受采访时感慨。
北斗三号第三、四颗组网卫星中的热控系统,采纳了两位年轻技术人员的创新思路,使得卫星在太空中“不怕冷也不怕热”。
早年间一颗2千克的立方星发射升空,当时用的推进器依赖进口。两位年轻工程师暗自琢磨:能不能做出我们自己的推进器?心无旁骛钻研一年多,他们真的交出了答卷。
在卫星创新院,不管年轻人的想法多么天马行空,总能被听见,也不会被轻易否定;相反,这里还敢于给年轻人压担子。
“有些工作30年做下来都差不多,但做卫星每天都是不一样的自己。”有位年轻人来应聘,本来计划结束后再去第二家单位面试,听了这番话当场决定留下来。如今,这位年轻人已成为主任设计师。

铸星青年突击队
今年8岁的冯诺伊,在卫星创新院职工子女征文活动中用稚嫩的笔法写道:“我还没睡醒,妈妈就上班去了;我睡着了,也没等到妈妈回来。”孩子朴素的表达,正是无数航天人日常的缩影。
常年奔波在发射场,他们大都有着一张黝黑的面庞。别人眼中的辛劳,在他们心里却是躬逢其盛的幸运,“过去,一辈子有机会与一两颗卫星打交道就很不错了,现在我们是生逢其时!”还有人给孩子起名“爱伊”——卫星编号I1的谐音,因为孩子和卫星都是她的“最爱”。
一百次,只是序章。向更远的深空进发,是他们无尽的征途。