你不知道的航天新知識——立方體衛(wèi)星技術(shù)

　　近年來，隨著人類對航天事業(yè)的研究不斷深入，為彌補(bǔ)傳統(tǒng)衛(wèi)星制造成本高昂、研發(fā)周期長等缺陷，具備多載荷適配性的低成本航天器平臺——立方體衛(wèi)星應(yīng)運(yùn)而生，并得到了廣闊的應(yīng)用。

　　1999年，立方體衛(wèi)星的概念被提出，目的是提供一款研制時間更短、成本更加低廉，發(fā)射入軌更方便并能夠保持較高發(fā)射頻率的納衛(wèi)星設(shè)計。

　　接下來，就讓我們了解一下立方體衛(wèi)星系統(tǒng)吧。

　　立方體衛(wèi)星的系統(tǒng)包含結(jié)構(gòu)熱控系統(tǒng)、星務(wù)系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)。

　　首先，結(jié)構(gòu)熱控系統(tǒng)中的材料選擇是立方體衛(wèi)星質(zhì)量和剛度的關(guān)鍵，一般采用鋁合金。衛(wèi)星熱控技術(shù)又分為主動熱控和被動熱控，后者比較簡單，有技術(shù)簡易、工作可靠和不消耗能量等優(yōu)勢；其次，星務(wù)系統(tǒng)是立方體衛(wèi)星的管理者，目前使用較多的立方體衛(wèi)星星務(wù)系統(tǒng)是低功耗商用器件；姿態(tài)控制系統(tǒng)簡單來說就是確定和控制衛(wèi)星的姿態(tài)；立方體衛(wèi)星的通訊系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)收發(fā)信機(jī)，目前該模塊已朝著數(shù)字化發(fā)展；立方體衛(wèi)星電源系統(tǒng)包含了能源獲得、能源控制和能源儲存。

　　目前，立方體衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于多個領(lǐng)域：

　　一、觀測地表信息

　　在觀察地表信息的時候可以采用三單元立方體衛(wèi)星。三單元立方體衛(wèi)星的圖像呈現(xiàn)十分清晰，地面觀測范圍較大。立方體衛(wèi)星現(xiàn)在分布在各個軌道以及極地區(qū)域，數(shù)量已超過一百顆。立方體衛(wèi)星每24小時輸送一次圖像信號，控制系統(tǒng)進(jìn)行收集，從而對各個區(qū)域的地理特征進(jìn)行分析。

　　二、驗證新衛(wèi)星性能

　　科學(xué)家們已經(jīng)研制出新型的衛(wèi)星對接技術(shù)、交匯技術(shù)等。第一顆衛(wèi)星進(jìn)入軌道后，可以發(fā)射第二顆立方體衛(wèi)星，使后一顆衛(wèi)星圍繞前一衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)。立方體衛(wèi)星系統(tǒng)安裝了傳感裝置，便于固定兩顆衛(wèi)星的位置。衛(wèi)星對接技術(shù)對航天事業(yè)的發(fā)展有著重要作用，一旦技術(shù)成熟，可以為航天器提供探測服務(wù)。

　　三、探測未知空間

　　航天探測就是想要開發(fā)人類未知的領(lǐng)域，立方體衛(wèi)星的存在剛好可以滿足航天探測的需要。許多國家都已開始進(jìn)行立方體衛(wèi)星探測項目，空間探測時至少需要五十顆以上的立方體衛(wèi)星，形成完整的衛(wèi)星系統(tǒng)。

　　四、植物受影響實驗

　　植物的生長狀態(tài)在地球和外太空有著很大的差異，需著重分析重力對植物的影響因素。將立方體衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用在植物所受影響的實驗中，可利用電磁信號記錄植物的生長過程，并將收集到的信息傳給地面空間站。

　　隨著我國立方體衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，其研究、開發(fā)和應(yīng)用必將獲得更好的發(fā)展，成為我國航天強(qiáng)國建設(shè)道路上的一個亮點(diǎn)。

　　本文由北京信息科技大學(xué)通信學(xué)院副教授李紅蓮進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。 

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