嘮科 | 像組積木一樣，“攢”一顆衛(wèi)星上天去

暢想 2016-07-03

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6月26日12時(shí)20分12秒，搭載長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭上天的衛(wèi)星——“翱翔之星”首次向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)，并被西北工業(yè)大學(xué)衛(wèi)星測(cè)控地面站“get”到。這顆衛(wèi)星是西北工業(yè)大學(xué)陜西省微小衛(wèi)星工程實(shí)驗(yàn)室的12名老師和20多名學(xué)生們一起“攢”出來(lái)的。

“收到了嗎？”

“收到了，收到了……成啦！”

就像組裝樂(lè)高積木一樣

“一放、一插、一組合，未來(lái)人們可以像組合樂(lè)高積木一樣組合衛(wèi)星，”陜西省微小衛(wèi)星工程實(shí)驗(yàn)室主任、“翱翔之星”總設(shè)計(jì)師周軍教授說(shuō)，“因?yàn)槿渴悄K化的組件。”

他們所研制的“翱翔之星”是世界首顆12U（Unit）的立方星。所謂立方星，是一種采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的低成本微小衛(wèi)星。1U立方星的體積為10厘米×10厘米×10厘米，在此基礎(chǔ)上，你可以用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組件擴(kuò)展出2U、3U等個(gè)頭大小不同的立方星。

“立方星擁有非常好的通用標(biāo)準(zhǔn)，世界上很多國(guó)家都在研制立方星?！薄鞍肯柚恰庇行лd荷系統(tǒng)負(fù)責(zé)人黃河博士介紹，目前立方星已成為微小衛(wèi)星發(fā)展的重要方向。

這顆12U的“翱翔之星”體積為20厘米×20厘米×30厘米，體重大約10千克。它運(yùn)行于350千米近地軌道，在軌壽命約為3個(gè)月。

目前世界上的立方星主要以2U、3U為主，與之相比12U的塊頭大了點(diǎn)，但是如此設(shè)計(jì)也是有一定考慮的。因?yàn)榱⒎叫请m然以小見(jiàn)長(zhǎng)，但是太小的話能夠開(kāi)展的科學(xué)研究和應(yīng)用任務(wù)會(huì)受到限制。

“立方星太小的話，可插的模塊數(shù)量就非常少，立方星的功能也會(huì)受到影響?！敝苘娬f(shuō)，在12U的立方星中，可以專門拿出2U或3U的空間來(lái)配置天線、相機(jī)等，如此一來(lái)這些組件的性能就明顯提高?！?2U‘翱翔之星’既遵循了立方星模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，又能保證更好的性能，不大不小正合適?！?/section>

干啥要看“肚子”里有啥

立方星這么小，能上天干啥？用周軍的話說(shuō)，這取決于立方星的“肚子”里有啥，也就是衛(wèi)星的載荷。

“不同衛(wèi)星的載荷不同，立方星也是如此?！敝苘姼嬖V科技日?qǐng)?bào)記者，立方星可以根據(jù)不同的需求配置不同的載荷，這些載荷也全部都是模塊化的“樂(lè)高積木”。

麻雀雖小，五臟俱全?！鞍肯柚恰逼脚_(tái)包括結(jié)構(gòu)、熱控、電源、通信、姿態(tài)管理等分系統(tǒng)，搭載其中的設(shè)備有高可靠星載計(jì)算機(jī)、微型三軸飛輪系統(tǒng)、小型GPS/北斗接收機(jī)、星載電源管理系統(tǒng)等。這顆立方星“肚子”里裝這么多東西，目的是開(kāi)展大氣層外自然偏振光特性的探測(cè)，為利用偏振光在軌導(dǎo)航提供支撐。

“我們制作的立方星，大量使用了商業(yè)級(jí)元器件，其成本與使用航天級(jí)元器件的衛(wèi)星相比低了很多?！秉S河說(shuō)。所謂商業(yè)級(jí)元器件，也就是普通消費(fèi)者在市場(chǎng)上能買到的產(chǎn)品。

黃河告訴科技日?qǐng)?bào)記者，這次發(fā)射的“翱翔之星”立方星也會(huì)驗(yàn)證基于商業(yè)級(jí)元器件的立方星的可靠性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。

衛(wèi)星也要搞私人定制？

算下來(lái)，“翱翔之星”的制造成本為幾百萬(wàn)元。如果你覺(jué)得貴的話，不妨對(duì)比一下傳統(tǒng)的衛(wèi)星，它們的制造成本動(dòng)輒幾千萬(wàn)甚至數(shù)億元。

模塊化意味著可以按需定制，體量小、商業(yè)級(jí)又意味著成本低。立方星會(huì)不會(huì)成為打開(kāi)“私人定制衛(wèi)星”的敲門磚？

在周軍眼里，這扇門其實(shí)已經(jīng)打開(kāi)，而且這種需求也將越來(lái)越多。“比如，某個(gè)黃河流域的城市想通過(guò)衛(wèi)星專門監(jiān)測(cè)黃河的相關(guān)數(shù)據(jù)，就可以通過(guò)定制立方星來(lái)實(shí)現(xiàn)。”

當(dāng)然，這些企業(yè)或機(jī)構(gòu)在發(fā)射自己定制的衛(wèi)星時(shí)，需要經(jīng)過(guò)國(guó)家相關(guān)部門的批準(zhǔn)并備案。至于發(fā)射，目前國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)出現(xiàn)面向定制衛(wèi)星的商業(yè)發(fā)射服務(wù)。

教你一招！DIY衛(wèi)星不是夢(mèng)

一閃一閃亮晶晶，其中一顆是你的星。如果在數(shù)百千米的高空，翱翔著一顆屬于自己的衛(wèi)星，該是件多么酷的事！告訴你，這個(gè)酷酷的夢(mèng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)了。

一家叫做PocketQube的公司推出了面向普通消費(fèi)者的DIY衛(wèi)星套件，可以讓你親手制作一顆屬于自己的“迷你”衛(wèi)星。這里的“迷你”一點(diǎn)都不夸張，它只有5立方厘米，150克，大約相當(dāng)于3個(gè)雞蛋的重量。

至于價(jià)錢嘛，并不是一個(gè)天文數(shù)字，咬咬牙、勒緊褲腰帶還是能攢下來(lái)的——3.5萬(wàn)美元。如果告訴你，在這之前最便宜的DIY衛(wèi)星套件價(jià)格在20萬(wàn)美元左右，你心里會(huì)不會(huì)舒服點(diǎn)兒？

PocketQube的衛(wèi)星套件配置有電路板、星載計(jì)算機(jī)等元器件。研究人員、“發(fā)燒友”以及大學(xué)生和中學(xué)生們可以使用這種衛(wèi)星做實(shí)驗(yàn)。政府客戶也可以使用它來(lái)開(kāi)展項(xiàng)目。

如果你是組裝“菜鳥(niǎo)”也沒(méi)事兒，PocketQube與專門的衛(wèi)星組裝、設(shè)計(jì)培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)合作，負(fù)責(zé)把你教成衛(wèi)星組裝牛人。

你肯定不想把組裝好的衛(wèi)星放在桌子上當(dāng)擺設(shè)，但估計(jì)你也買不起一個(gè)火箭親自把它送上天。PocketQube與商業(yè)航天公司合作，負(fù)責(zé)幫你找到最適合的運(yùn)載火箭。一般而言，這些身材小巧的衛(wèi)星會(huì)搭大個(gè)子的順風(fēng)車，也就是通過(guò)二級(jí)有效載荷上天。

總的來(lái)說(shuō)，DIY衛(wèi)星已經(jīng)不是什么難事。但需要友情提示一句：準(zhǔn)備好錢包哦。

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來(lái)自：暢想 > 《科技資訊》

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