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“攒”一颗卫星上天去

时间:2016年07月01日 信息来源:科技日报 点击: 【字体:

6月26日12时20分12秒,搭载长征七号运载火箭上天的卫星——“翱翔之星”首次向地面传送数据,并被西北工业大学卫星测控地面站“get”到。这颗卫星是西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室的12名老师和20多名学生们一起“攒”出来的。


“收到了吗?”


“收到了,收到了……成啦!”


6月26日12时20分12秒,搭载长征七号运载火箭上天的卫星——“翱翔之星”首次向地面传送数据,并被西北工业大学卫星测控地面站“get”到。这颗卫星是西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室的12名老师和20多名学生们一起研制出来的。


就像组装乐高积木一样


“一放、一插、一组合,未来人们可以像组合乐高积木一样组合卫星,”陕西省微小卫星工程实验室主任、“翱翔之星”总设计师周军教授说,“因为全部是模块化的组件。”


他们所研制的“翱翔之星”是世界首颗12U(Unit)的立方星。所谓立方星,是一种采用国际通用标准的低成本微小卫星。1U立方星的体积为10厘米×10厘米×10厘米,在此基础上,你可以用标准化、模块化的组件扩展出2U、3U等个头大小不同的立方星。


“立方星拥有非常好的通用标准,世界上很多国家都在研制立方星。”“翱翔之星”有效载荷系统负责人黄河博士介绍,目前立方星已成为微小卫星发展的重要方向。


这颗12U的“翱翔之星”体积为20厘米×20厘米×30厘米,体重大约10千克。它运行于350千米近地轨道,在轨寿命约为3个月。


目前世界上的立方星主要以2U、3U为主,与之相比12U的块头大了点,但是如此设计也是有一定考虑的。因为立方星虽然以小见长,但是太小的话能够开展的科学研究和应用任务会受到限制。


“立方星太小的话,可插的模块数量就非常少,立方星的功能也会受到影响。”周军说,在12U的立方星中,可以专门拿出2U或3U的空间来配置天线、相机等,如此一来这些组件的性能就明显提高。“12U‘翱翔之星’既遵循了立方星模块化、标准化的特点,又能保证更好的性能,不大不小正合适。”


干啥要看“肚子”里有啥


立方星这么小,能上天干啥?用周军的话说,这取决于立方星的“肚子”里有啥,也就是卫星的载荷。


“不同卫星的载荷不同,立方星也是如此。”周军告诉科技日报记者,立方星可以根据不同的需求配置不同的载荷,这些载荷也全部都是模块化的“乐高积木”。


麻雀虽小,五脏俱全。“翱翔之星”平台包括结构、热控、电源、通信、姿态管理等分系统,搭载其中的设备有高可靠星载计算机、微型三轴飞轮系统、小型GPS/北斗接收机、星载电源管理系统等。这颗立方星“肚子”里装这么多东西,目的是开展大气层外自然偏振光特性的探测,为利用偏振光在轨导航提供支撑。


“我们制作的立方星,大量使用了商业级元器件,其成本与使用航天级元器件的卫星相比低了很多。”黄河说。所谓商业级元器件,也就是普通消费者在市场上能买到的产品。


黄河告诉科技日报记者,这次发射的“翱翔之星”立方星也会验证基于商业级元器件的立方星的可靠性设计等关键技术。


卫星也要搞私人定制?


算下来,“翱翔之星”的制造成本为几百万元。如果你觉得贵的话,不妨对比一下传统的卫星,它们的制造成本动辄几千万甚至数亿元。


模块化意味着可以按需定制,体量小、商业级又意味着成本低。立方星会不会成为打开“私人定制卫星”的敲门砖?


在周军眼里,这扇门其实已经打开,而且这种需求也将越来越多。“比如,某个黄河流域的城市想通过卫星专门监测黄河的相关数据,就可以通过定制立方星来实现。”


当然,这些企业或机构在发射自己定制的卫星时,需要经过国家相关部门的批准并备案。至于发射,目前国内外都已经出现面向定制卫星的商业发射服务。


教你一招


DIY卫星不是梦


一闪一闪亮晶晶,其中一颗是你的星。如果在数百千米的高空,翱翔着一颗属于自己的卫星,该是件多么酷的事!告诉你,这个酷酷的梦已经可以实现了。


一家叫做PocketQube的公司推出了面向普通消费者的DIY卫星套件,可以让你亲手制作一颗属于自己的“迷你”卫星。这里的“迷你”一点都不夸张,它只有5立方厘米,150克,大约相当于3个鸡蛋的重量。


至于价钱嘛,并不是一个天文数字,咬咬牙、勒紧裤腰带还是能攒下来的——3.5万美元。如果告诉你,在这之前最便宜的DIY卫星套件价格在20万美元左右,你心里会不会舒服点儿?


PocketQube的卫星套件配置有电路板、星载计算机等元器件。研究人员、“发烧友”以及大学生和中学生们可以使用这种卫星做实验。政府客户也可以使用它来开展项目。


如果你是组装“菜鸟”也没事儿,PocketQube与专门的卫星组装、设计培训团队合作,负责把你教成卫星组装牛人。


你肯定不想把组装好的卫星放在桌子上当摆设,但估计你也买不起一个火箭亲自把它送上天。PocketQube与商业航天公司合作,负责帮你找到最适合的运载火箭。一般而言,这些身材小巧的卫星会搭大个子的顺风车,也就是通过二级有效载荷上天。


总的来说,DIY卫星已经不是什么难事。但需要友情提示一句:准备好钱包哦。 


(作者:刘园园 滕继濮)
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