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他们叩响了宇宙探索的大门,但,“我们不必成为中国的马斯克”

作者:黄婧来源:水木清华

2022年2月27日,文昌龙楼镇海滩。


长征八号遥二运载火箭如期发射升空,沙滩上观看火箭发射的人群中,有十几个特别雀跃的身影,他们显得比别的观众更加激动,好像在亲眼目睹一个奇迹。


这可能并不夸张,对这些来自“星测未来”的年轻人来说,第一次看到火箭搭载着自己公司的产品运送上天,心中呐喊的声浪也许已经超过了火箭的巨大轰鸣。


相比之下,曹德志和仓基荣淡定许多。这两位星测未来公司的联合创始人,已经不是第一次见证自己的产品升空了。


追光少年点燃的火花


星测未来的成立大概要追溯到2016年。那一年,一帮年轻的清华同学启动了基于立方星开展空间伽马暴探测的计划,后来逐步演化成清华大学知名的学生主导科技项目——“天格计划”。


天格计划简单说就是把小卫星打到太空里做科学探测,目标是观察来自宇宙中的伽马射线暴,而这些现象常常揭示了极端天体,例如中子星及黑洞等的活动情况。


天格团队最初由来自工物、物理、航院、电子和机械等院系的35名同学组成。在队长温家星所在的工物系,正在跟随曾鸣副教授攻读博士的仓基荣也指导同学们做了很多工作。


2018年,天格计划的第一颗星成功升空,以此为原型拍摄的短片《追光少年》发布后,让无数人心潮澎湃。


天格计划仍在持续,同学们联合了其他高校,准备把很多颗卫星送上天,形成“天上的网格”。它的目标是快速响应及溯源定位,假如宇宙中有一个射线源爆发了,当信号传到地球附近,将会被网格里的好几个节点探测到,通过分析几个节点接收到信号的情况,便可以反推射线源的位置。


这对信息处理的效率和速度提出了很高要求,一次伽马暴的时间只有一两秒钟,并且信号要第一时间发给地面和其他卫星,通知它们朝爆发的天区做进一步观测,这就要求有较强的星上处理技术。


有需求就应该有市场。星上边缘数据处理系统是一个面向未来的方向,意识到这一点后,一颗创业的种子在仓基荣心中萌芽了。


这一年,在同一个实验室读博的曹德志正在清华大学学生创协做辅导员,担任创协主席。清华大学对学生创新创业的支持滋养了他对创业的兴趣和信心。曹德志与师兄仓基荣深谈了多次,后来的报道中形容他们两个的相遇,“像是火苗遇到了氧气”。


那个时刻,在天格的探索和实践中看到的方向是“天时”,清华对创新创业的鼓励与扎实的技术支撑是“地利”,仓基荣和曹德志这对师兄弟的联手是“人和”。火花点燃,他们的公司诞生了。


升级的太空试验平台:

经费100:1,耗时7:1


2020年,星测未来科技(北京)有限责任公司注册成立。


公司的第一款主打产品“星测”将两人的设想落了地。“星测”解决科研仪器里的数据采集、数据处理问题,目前已经更新到第二代。如今它的功能已大大拓展,除了在太空中可以采集伽马暴的数据,还搭载了太空实验平台,能够测试太空中的辐射情况等等。


宇宙神秘而浩瀚,人类对太空的每一步探索,都要以了解太空环境为基础,主要途径是通过科学卫星、实验卫星对宇宙数据进行观察、收集与开展实验。很长时间以来,我国发射的科学卫星都是大型卫星,一次发射承担着多项科学研究任务。而一颗大卫星从立项到升空能够工作,往往周期是5~7年,经费以亿元计。大国工程的优点是显而易见的,但是因为承担的任务多,成本高周期长,也使得对于某些课题的学术生命周期来说,验证速度过于缓慢。


换句话说,我们需要有更灵活便捷的探索方式,商业化航天的引入就是一个恰当的补充力量。


“星测”这样的太空实验平台可以针对某个特定观测目标把精度做高。以星测目前的生产和研发速度,在一个立方星卫星上搭载探测载荷,可以做到在一年左右完成,同时成本大约只是吨量级卫星的1/100。当载荷的成本降低,周期变快,目标更专注,太空研究对于高校和科研院所的研究者来说就变得更加可行了。


国内天文学科翘楚南京大学已经在使用“星测”系列的太空试验平台。“你看,这就是‘星测’”,曹德志举起一只凝聚了公司智慧的小盒子,“它体积很小,看起来其貌不扬,其实是多层结构,有探测器、前端电子学、数据采集模块和后面的拓展模块,可以说它就是一个实验平台。”想到茫茫宇宙中,那些未知的数据正在通过自己公司的产品被收集和传送到科研工作者手中,正在为人类之后的太空探索积累经验,曹德志也很开心。


卫星的“大脑”:

它能避免马航飞机失踪事件重现


如果不是业内人士,太空、卫星……对普通人来说,似乎是一些过于遥远的名词。真的如此吗?


两院院士李德仁曾经在接受采访时讲过这样一件事:在汶川地震时期,中国的卫星总数还不多,为了拿到一张震区的遥感影像,他们等了整整一天的时间,最后拿到的影像还是由意大利COSMO卫星提供的。接下来又用了三天时间回答了“重灾区在哪儿”这个问题,而三天恰是抢救伤员的黄金72小时……这让李德仁院士的心情非常沉重。


为什么会这样?简单说,就是从卫星上下载数据的效率太低了。


卫星以前的工作模式是把数据慢慢地、一轨一轨地传回来。中国自己的卫星绕地球运转,目前只有每次飞到中国上空的区域,通过地面站接收才能下载一部分数据,再飞过来,再下载一部分数据……如此经过很多个回合,数据才能传输完成。这已经够让人着急了,原始数据量还常常大而无当。比如可见光卫星常常会拍到大量带云的图片,如果在卫星上不做筛选,将会传回很多无效数据,更加剧了资源的浪费。


这个问题不难理解,以我们常用的网络传输作类比,如果想快速高效地把一组聚会的照片传给对方,你会怎么做?


首先,我们会对照片进行筛选,把虚焦的、表情不好的删掉。第二,把照片打包压缩,这样会减少传输文件的大小,以此提高速度。


同样的道理,如果能在星上实现数据甄别,把无用的数据剔除掉,再把有用数据进行压缩,回传速度一定会得到提升。


这个痛点并非没有人意识到,解决起来却不容易。最大的问题是,没有人敢第一个吃螃蟹。


在传统的航天方案中,可靠性是第一位的,芯片的性能和选择的型号都会相对保守。原有的卫星工作模式大家都很熟悉了,虽然有不便,但不影响使用。现在星测未来公司想要创新性地加入新产品,怎么说服大家接受这个改变呢?


教育广大市场中的用户,对创新者来说往往是比技术突破更难的挑战。


“我们开始做这个产品时,只是理论上觉得市场有需求,但市场是不是真的有需求?需要我们去验证和教育。这个过程中吃了不少苦。”曹德志说。


有段时间师兄弟俩不停地见客户,讲得东西对方也觉得挺好,但到底做成了是什么样子,客户没有概念。市场本身是模糊的,开辟者需要先定义出这个新事物,再找到一条能走通的路。


从0到1的突破正是今年2月在文昌发射的长八遥二火箭,其中的“巢湖一号”卫星搭载了公司的AI加速处理载荷“星溪”,这是该款产品的第一次在轨验证。


高科技产品自然要凭实力说话,当长八遥二搭载发射成功,公司拿着完整的测试结果证明了技术实力。接下来采取的策略是和卫星厂商合作,将产品尽可能多的搭载到平台上,先从做一个并行的链路开始,不干扰原来的工作模式,让客户先感受星上边缘处理带来的效果,然后再合作探讨商业模式。


“目前我们的产品应该是同等性能级别里,唯一一家在轨运行的。说得不谦虚一点,世界范围内我们可能也在第一梯队里。因为产品比较新,目前关注该领域的玩家,大家都处在同一起跑线上,机会对每一个人来说都是平等的。”曹德志说。


“星溪”究竟能做什么?“我们把“星溪”比喻为大脑。以前的卫星获取数据回传地面,很像脑干和神经系统的关系。它有控制动作的能力,比如让卫星转个身,或者负责数据的链路,类似于建立了神经系统,但是缺乏深度思考的功能。有了星上计算单元,它就可以针对数据进行深度处理,相当于有了大脑的概念。”


这或许会给我们的生活带来许多意想不到的改变。当每颗卫星上都有了较强的星上处理单元,它的功能就会更多。比如,通过遥感卫星建立起对全球的实时观测网络,类似马航飞机失踪的事件将再也不会发生。不管飞机在哪儿飞,即使关闭了通信电子频段,也总有卫星能覆盖到飞机的轨迹,可以通过物理的手段找到它。


此前中国海军在非洲执行抓捕海盗任务时还有一个案例,中国卫星已经拍到了海盗的位置,但必须等卫星转到中国上空,数据才能下载下来,再在地面进行处理解译。等拿到结果,至少四五个小时过去了,海盗早已不在原来的位置。如果以“星溪”为代表的产品能够推广,不仅是非洲的海域,还有漫长的中国国境线,安全性都将得到提升。


太空实验平台“星测”,星上智能处理平台“星溪”,这帮年轻人捧出自己的智慧结晶,叩响了宇宙探索和卫星智能化的大门,这清脆的叩门声将在日后荡起回响。


人生创业家的浪漫与务实


星测未来的团队现在已扩展到三十多人,它的成长也是中国商业航天力量发展的一个缩影。可以预见,未来还会有很多星上应用服务应运而生。“我们的下一个产品名字已经确定了,叫‘星海’”,曹德志笑着说。创业公司的核心团队虽是工科背景,但都有着航天人特有的浪漫。


这或许也是曹德志的人生态度之一。


如果说人生是由一段段旅途组成,在“读博”这段旅途中,曹德志遇见了不一样的风景。


2018年,博士二年级结束,他的导师决定离开清华去创业,曹德志变成了实验室里最特殊的一个学生,一时失去了指导。


在紧接着的博士生实践中,他在兰州和武威学习工作。面对滔滔黄河与辽阔戈壁滩,他也在其中思考人生:世界这么大,有太多事情不是个人能够掌控的。如果此刻把手机往黄河里一扔,只身往大西北深处走去,抛开外界贴在清华人身上的标签,剩下的是什么?回归到本质,人终究还是只能凭借四肢、依靠大脑在社会中生存。茫茫天地让曹德志对人生有了新的考量,所谓成功,不是财富和头衔,也不能建立在对外界的依附之上,要依靠自己去开创一番事业。


从兰州回到清华,他就接任了学生创协的主席,之后的故事,我们都已经知道了。


这段经历影响和部分塑造了曹德志的价值观。他在不同的场合说过,“人的一生就是一场伟大的创业”。创业的终点是什么?如果只是用二元划分的方法,它就是成功和失败。但跳出二元划分,更关注过程而不是结果,那重要的就是旅途本身。


当普遍意义上的“成功”不再是唯一的衡量目标时,“失败”也不是一个可怕的字眼了。


“对公司来讲,我们必须意识到创业失败会对每个人产生冲击,将带来巨大的伤害和风险,一定要警惕。所以公司做了很多工作,比如增加现金流的战略纵深,增强抵御风险的能力。但是如果回归到个人来说,无论是否在创业当中,只要在每一段旅途里更关注过程,更关注每天做的事、与周围人的连结,那么个人的成功和失败在这个维度上是被消解的。”曹德志说。


也许作为一个参与探索星空的人,理当有这样开阔的价值观。


在人生道路的选择中,曹德志后来跟随的导师曾鸣副教授叮嘱过他一句话:“如果找到了自己想做的事情,想清楚了,就全力以赴去做。”这也让他和仓基荣在开启事业之后,最终决定暂停学业专注创业。


学生创业很难,从擅长的科学研究到陌生的商业洞察,需要完全不同的视角转换,从校园人到公司管理者的身份转变,更是一次人生的系统升级。技术研发需要前瞻布局,人脉资源需要积累,市场商务需要开拓,公司运转得摸着石头过河。究竟哪一项任务更难,曹德志选不出来。


不过在遇到困难时,他逐渐理解,所有困难,其实考验的都是个人快速学习的能力、面对恐惧时的心态沉稳度、科学的评估过程以及团队和公司的协作等等。对清华人来说,这些考验并不陌生。


这也是一个实力很强的技术团队,他们一路参加比赛,从清华的“昆山杯”“校长杯”,打到深圳的创新南山“创业之星”,再到全球级别的“东升杯”创业大赛,最近的一次好成绩是拿到了“东升杯”的全球第二名。


第一次将“星测”发射到太空中是在2020年底。卫星上天后,他们设计了一个任务徽章作为纪念,这一页就算翻过去了。同样的,2022年的发射一结束,团队马上就投入了新的征程,想象中的激动并没有持续太长时间。因为产品上天之前已经做过充分的地面测试,在轨表现什么样,所以在哪个阶段会出现什么情况,如何应对,都是非常明确的,但接下来还有很多技术难关需要攻克,不少运营琐事等着处理,或许没有太多时间来反复回味成功的喜悦。


清华学术科研的实干风格传承到了公司里,一个阶段完成了,画上句号,接下来就继续前往新的地方。


同样是商业航天,同样是技术创业,有人常常会好奇他们是否有成为“中国马斯克”的野心。


“我们不必成为中国的马斯克,我们做好自己就可以了。”曹德志说,“大家可能有同一个使命愿景,希望为人类进步做一些工作,这个是相通的。但是站在国家的角度讲,我们的路径并不相同。”


选择商业航天,也许不太可能出现类似互联网行业的造富神话,公司和核心团队都做好了5~10年的长期准备。


他们很有耐心,也有雄心,希望通过提高卫星的工作范围和效率,让世界发生一些改变。


他们也还很年轻,在工作之外总有一些可爱的举动。比如相约去文昌见证火箭升空,比如收集了全公司员工的姓名,要把大家的名字搭载在接下来即将升空的新产品上——“会永远留在太空中呢”,公司里年轻的女孩开心地说。这又是属于年轻人的浪漫了。


在采访最后,曹德志提出了此次采访中唯一的一点要求:


本文刊载于《水木清华》2022年第2期