隨著商業航天產業的興起，更多商業公司嘗試采用工業級標準化零件，以代替傳統的專用零件。

       在商業航天領域，一個根本性的問題始終挑戰著工程師們的創新極限：將工業級組件應用于太空的極端環境，是否真的可行？

       民營衛星企業銀河航天與學者李俊陽在諧波減速器方面的合作經歷，給出了肯定的答案。李俊陽是重慶大學機械傳動國家重點實驗室副教授、重慶精剛傳動科技有限公司董事長。

       諧波減速器，作為一項精密的機械裝置，對于航天衛星太陽翼、天線等核心單機的關節驅動至關重要。然而，在傳統航天領域，諧波減速器因需滿足極端太空環境中的高可靠性和長壽命要求，不得不采用昂貴的金剛石材料進行特殊處理，導致成本居高不下。

       但銀河航天和李俊陽通過合作提出了一種創新的工業設計理念，他們重新設計了齒輪的接觸面，并優化了材料及潤滑方式，成功開發出了成本僅為傳統航天減速器一半的新型諧波減速器。

       作為一家商業性質的衛星制造商，銀河航天，成立6年來已成功發射8顆低軌寬帶通信衛星。公司主業是研發和制造商業衛星，最終目標是為商業用戶提供衛星互聯網服務。

       銀河航天機熱能源部部長楊巧龍對經濟觀察報表示：“在航天產品的發展歷程中，衛星從一個專門為航天任務設計和制造的系統，逐漸轉變為一個更加商品化的產品。這個轉變的過程涉及了零件的標準化和成本效益的考量。”

       具體來說，傳統的衛星制造往往依賴于專門設計的零件，這些零件是為了滿足太空環境中極端條件的特定需求而制造的。但隨著商業航天產業的興起，更多商業公司嘗試采用工業級標準化零件，以代替傳統的專用零件。

       李俊陽認為，中國工業體系擁有大量資源，可供航天企業開發利用。“通過適當的技術升級和調整，工業級零件不僅能滿足太空環境中的真空、高低溫等特殊需求，還能顯著降低成本。這一探索為商業航天產業的技術創新和成本控制開辟了新途徑。”

       突破成本瓶頸

       作為一家商業航天公司，銀河航天的目標是通過實現衛星的低成本制造和大規模生產來獲得市場競爭優勢。在這一過程中，成本控制成為了銀河航天的重要手段。

楊巧龍稱，一個傳統航天諧波減速器的成本可高達數萬元人民幣，這對任何商業航天公司來說都是一筆不小的開支。

       2021年，銀河航天的工程師們認識到，要實現衛星的低成本量產，就必須對衛星上的一些關鍵但成本高昂的組件進行替換或改進。

       諧波減速器作為一種精密的機械部件，它內部的波發生器、柔輪和剛輪相互配合，能夠實現高減速比和強大的扭矩傳遞。這一特性對于精確控制衛星結構件，使其能夠按照需求進行轉動非常關鍵。

       但其生產成本非常高昂。為了確保在極端太空環境中的高可靠性和長壽命，航天研究人員通常會在諧波減速器的關鍵部件表面鍍上一層類似金剛石的膜，從而提高部件的耐用性。這種昂貴的金剛石材料的使用，顯著提高了產品的整體成本。因此，傳統衛星上使用的諧波減速器的成本可高達數萬元。

       楊巧龍稱，公司的工程師們有一個主意：能否運用工業設計思路來解決航天場景的問題。

       楊巧龍稱，諧波減速器在工業領域已經得到了廣泛應用，并且已成為標準產品。這表明，它在技術和生產方面已經相當成熟。他們認為，工業領域的設計思路和制造經驗有潛力被借鑒到航天領域。這樣的跨界應用，可能會為解決航天諧波減速器的高成本問題提供新的思路。

       2021年底，銀河航天開始尋求與航天領域之外的供應商進行合作，在搜尋過程中，發現了李俊陽的一篇博士課題論文。該論文與諧波減速器和航天密切相關。于是，銀河航天便找到李俊陽并提出了需求。

       “接到銀河航天的需求后非常激動，因為我的博士論文課題正是與空間應用諧波減速器相關。”李俊陽將多年做國家項目積累的諧波減速器技術應用到工業機器人場景上，并形成了產品的批量銷售。

       工業與航天的融合

       李俊陽的確想到了一個可行的方案：借鑒工業諧波減速器的研發思路，通過精確的齒廓設計與修形技術來改善齒輪的嚙合，減少摩擦，從而省去傳統上在齒輪表面鍍膜來減少磨損的工藝，使得整體結構件成本大大降低。

       但是，他也意識到，太空使用的工況環境與工業截然不同，航天對產品的質量和耐用性有著更為嚴苛的要求。“如何在更改設計的情況下保證產品的穩定性和可靠性，這是很有難度的。”

       為了滿足這些要求，李俊陽利用自己實驗室的設備條件，針對太空中可能遇到的極端條件，如高真空、寬溫度范圍、微重力等等環境的影響，對減速器進行了一系列的技術驗證和測試。

       經過兩年時間，李俊陽與銀河航天公司共同開發出了新型的諧波減速器，比傳統航天減速器便宜了超過一半的價格。

       2023年7月，搭載著這款新型諧波減速器的靈犀03型號衛星成功發射升空。楊巧龍稱，這一突破不僅大幅降低了衛星的制造成本，更實現了從傳統專用零件到工業級標準化零件的一次轉變。

       楊巧龍稱，隨著衛星的結構件逐步變為標準化產品，商業衛星不再是傳統衛星的復制，一條屬于它的產業鏈也會從無到有地發展起來。

       李俊陽稱，商業航天使得原本只服務于地面工業的供應商能夠跨界到航天領域。在與銀河航天的合作之后，他陸續接到了來自其他商業衛星公司的訂單。這些公司同樣面臨著降低成本、提高產品競爭力的需求。

       李俊陽稱，雖然當前商業航天還處于前期試用階段，并沒有大批量的需求，但是，這一次合作不僅推動了產品的技術迭代，還促進了產業鏈的多元化發展。