古城西安,正在向“硬科技之都”演進。
“‘硬科技’是對人工智能、航空航天、生物技術、光電芯片、信息技術、新材料、新能源、智能制造等領域中的高精尖原創技術的統稱,具有自主研發、長期積累、高技術門檻、難以被復制或模仿等特點。”“硬科技”概念的提出者米磊說。
近年來,西安依托當地科教資源富集的優勢,以“硬科技”為抓手,探索高校和科研機構成果轉化新路徑,大量“沉睡”在論文中和實驗室里的科研成果被激活。應運而生的一批國有控股企業以靈活的體制機制,探索將國有院所深厚的技術積淀、豐富的人才儲備和雄厚的設施裝備優勢,與民營創業團隊靈活高效、市場化、低成本的優勢深度融合,走出了一條更加“硬核”的創新之路。
西安大雁塔。記者 邵瑞 攝
“硬科技”成西安閃亮“名片”
清明小長假,西安首家“硬科技”體驗館“九號宇宙”成為熱門“打卡”地。這是一家集沉浸游覽、互動體驗、航天科普教育為一體的沉浸式深空主題研學基地。據“九號宇宙”運營總監鄒鵬回憶,僅在今年農歷春節期間,“九號宇宙”就接待了5000多名游客,每天開放時間超過10個小時,講解員忙得連軸轉。
這是西安近年來致力于打造“硬科技之都”的一個側影。作為世界四大文明古都之一,西安不僅擁有深厚的歷史積淀,也是我國中西部地區科教資源的富集地。據不完全統計,截至2018年10月底,西安所在的陜西省擁有各類科研機構1171家、高等院校115所、國家級重點學科126個;有國家兩院院士65人、科技活動人員27.5萬人。
可是,科技成果轉化率低,科教優勢難以轉化為經濟發展優勢,也是西安一直以來的痛點。作為中科院西安光學精密機械研究所(下稱“西安光機所”)科技成果產業化創新團隊“中科創星”的聯合創始人之一,米磊說在他的團隊成立前,只有1%的科技成果最終能實現產業化,轉化為經濟效益。也正因于此,2010年,米磊提出了“硬科技”的概念。
2012年的一天,米磊的女兒因為生病打點滴,護士卻半天找不到血管,連扎數針都失敗了。感到心疼的米磊決心把西安光機所的現有技術成果轉化,解決“扎針難”的痛點。2013年,“中科創星”正式成立,作為孵化平臺早期的孵化企業,米磊與“中科微光”聯合研發出了“扎針神器”——血管成像儀。這款設備可同時識別血管位置和深度,只要將手臂置于血管成像儀下方,打開開關就能清晰照出血管。如今,血管成像儀每年已能為“中科微光”帶來數千萬元收益,產品在南美、中東等海外市場廣受好評。
從成立起至今,僅西安光機所就已孵化培育284家企業,超過100家企業產生下一輪融資,累計實現投資23億元。在高新科技企業助力下,西安科技創新活力加速釋放。2018年1月到10月,西安市高技術制造業、裝備制造業投資分別增長95%、60.8%。
“硬科技”正在成為西安一張閃亮的“名片”。
“瓢蟲一號”上搭載的相機。資料照片
國企逐夢商業航天“藍海”
作為一家由西安光機所發起成立的國有控股企業,西安中科天塔科技股份有限公司(下稱“中科天塔”)正是誕生于這個大背景下的一家“硬科技”企業,致力于打造天基物聯網項目、商業衛星測運控系統和智能制造衛星工廠。日前,隨著中科天塔商業衛星測控系統的數據接收設備進入實裝階段,一個為商業衛星用戶提供安全、可靠、專業、便捷商業測運控服務的平臺即將亮相。
對于中國的商業航天事業來說,2018年是不平凡的一年。去年在西安進行的首屆絲路商業航天大會上,中國科學院空天信息研究院院長吳一戎院士認為,中國的商業航天現在已經開始涉及眾多的產業領域。商業航天產業的外延正在不斷擴大。數據顯示,從去年1月到10月,中國民用航天公司已經執行了5次發射任務。
在上海交通大學航空航天學院常務副院長、微納星空董事長吳樹范看來,未來人造衛星將有兩個大致的發展方向:一個方向是高精度、高穩定度的科學衛星,它們將繼續挑戰前沿問題;另一個方向就是重量小于100公斤的小衛星,即微納衛星,主要作用于通信、大氣探測等任務領域。
“造一顆普通衛星的錢可能用來造上百顆微納衛星,微納衛星成本低且研發時間短,更利于其進入大學課堂用于教學。而且它在某項專項領域上能完成大衛星所做的事,有時候表現甚至比大衛星還好。”吳樹范以美國的SPIRE公司舉例說,該公司用微納衛星進行氣象服務,它的100多顆微納衛星上天后,每天傳回的數據量是全球各國政府所擁有的氣象衛星數據量總和的10倍以上,這些數據量的累計使它能做出更加準確的天氣預報。
“微納衛星的應用領域較為寬泛,它能進一步催生商業航天事業的發展。”吳樹范說。
正是看到了商業航天領域潛藏的商機,中科天塔在商業航天的廣博領域中,選擇以天基物聯網和商業測運控系統作為其突破口。中科天塔總經理曾偉剛表示,做出這樣的選擇,主要是出于兩方面考慮:一是物聯網市場潛力大、經濟收益高。數據顯示,2014年全球的物聯網設備不足50億個,到2017年這個數字達到84億,物聯網設備數量首次超過人口數量。據預測,2020年全球物聯網設備將超過200億個,到2025年,物聯網市場規模或將成長至3.9萬億至11.1萬億美元;另一方面,衛星的頻率、軌位資源有限,是戰略資源,因此各國都在積極布局低軌通信衛星星座。衛星頻率和軌道資源是衛星應用產業發展的基本要素以及世界各國必爭的一種寶貴的戰略資源。對于這種“先申報就可優先使用”的搶占方式,中國人要不甘居于人后。
小游客在西安“九號宇宙”航天科普研學基地體驗飛行器模擬駕駛。記者 李一博 攝
太空“閃爍”點亮新征途
2018年12月7日,北京九天微星科技發展有限公司的“瓢蟲”系列衛星發射成功。其中,主星“瓢蟲一號”搭載了由西安光機所和中科天塔聯合研制的太空閃爍、太空自拍和太空VR載荷。2019年1月31日,“瓢蟲一號”在西安的夜空上演了一場精彩的太空衛星閃爍,通過長閃爍和短閃爍形式傳遞的莫爾斯碼,讓西安市民提前收到了一份精致的新春禮物。
曾偉剛說,“瓢蟲系列”衛星搭載了物聯網驗證載荷,為后續物聯網星座建設提供了技術驗證。2018年11月7日,在珠海航展上,中科天塔與九天微星、航天八院、長城公司確立“一箭四星”衛星發射項目。計劃在2020年3月,通過一枚定制的長征六號火箭發射四顆衛星。近期這些衛星數據接收設備正在西安國家民用航天產業基地內安裝,安裝完成后將與中科天塔獨立知識產權軟件系統進行聯調聯試,并將為“一箭四星”項目提供測控服務。
“物聯網衛星有很多應用場景,比如相關單位想準確監測到野外偏僻處輸油管道的安全狀態,想知道太陽能或者風力發電站相關設備是否在正常運行,想了解海上物流運輸位置情況,這些都可以通過距地面800公里的物聯網衛星與地面測控站、測控中心配合來實現。”曾偉剛說,這些工作目前很多是通過地面移動通信網絡或是地球同步軌道衛星所完成的,但前者在偏僻地方信號太差,后者租用的費用偏高,今后90分鐘左右繞地球運轉一周的商業小衛星,會為這些物聯網交互場景提供較好的解決方案。
“天基物聯網項目建設的目的,是為了向航空航天、物流運輸、智慧城市、動物保護、資產監管、個人消費等領域提供服務。測控系統建成后,我們還會為商業衛星用戶提供服務。”曾偉剛說。
業內人士分析稱,像中科天塔這樣國有航天平臺資源與民營創業團隊優勢互補的模式,探索將國有院所深厚的技術積淀、豐富的人才儲備和雄厚的設施裝備優勢,與民營商業航天企業在開拓市場、終端應用等方面靈活高效、市場化、低成本的優勢深度融合,共同發展,形成合力,將形成和諧共生的良好商業航天創業生態,提升我國商業航天參與國際競爭的實力。
“以即將上天的四顆物聯網衛星為例,實際上是我們對西安光機所‘拆除圍墻、開放辦所’理念的深入探索實踐,這四顆星將首次搭載由西安光機所瞬態室、光電測控室、月球與深空探測室等共同參與研發的天基激光通信系統。”曾偉剛說,“一方面我們用商業化的方式推動研究的成果轉化,另一方面,我們也為空間激光技術的發展提供了良好的演示驗證機會,助推了我國空間學科的發展。”
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記者調查發現,用戶在攜號轉網過程中一不留神就會掉進各種“坑”里,前有申請轉網重重障礙,后有轉網即成“二等用戶”,基本使用都成問題。
西安依托當地科教資源富集的優勢,以“硬科技”為抓手,探索高校和科研機構成果轉化新路徑,大量“沉睡”在論文中和實驗室里的科研成果被激活。