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2021 09/ 10 15:04:22
來源:新華網

你不知道的航天新知識——立方體衛星技術

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        近年來,隨著人類對航天事業的研究不斷深入,為彌補傳統衛星制造成本高昂、研發周期長等缺陷,具備多載荷適配性的低成本航天器平臺——立方體衛星應運而生,並得到了廣闊的應用。

       1999年,立方體衛星的概念被提出,目的是提供一款研制時間更短、成本更加低廉,發射入軌更方便並能夠保持較高發射頻率的納衛星設計。

       接下來,就讓我們了解一下立方體衛星係統吧。

       立方體衛星的係統包含結構熱控係統、星務係統、姿態控制係統、通信係統以及電源係統。

       首先,結構熱控係統中的材料選擇是立方體衛星質量和剛度的關鍵,一般採用鋁合金。衛星熱控技術又分為主動熱控和被動熱控,後者比較簡單,有技術簡易、工作可靠和不消耗能量等優勢;其次,星務係統是立方體衛星的管理者,目前使用較多的立方體衛星星務係統是低功耗商用器件;姿態控制係統簡單來説就是確定和控制衛星的姿態;立方體衛星的通訊係統多採用傳統硬件結構收發信機,目前該模塊已朝著數字化發展;立方體衛星電源係統包含了能源獲得、能源控制和能源儲存。

       目前,立方體衛星技術已經應用于多個領域:

       一、觀測地表信息

       在觀察地表信息的時候可以採用三單元立方體衛星。三單元立方體衛星的圖像呈現十分清晰,地面觀測范圍較大。立方體衛星現在分布在各個軌道以及極地區域,數量已超過一百顆。立方體衛星每24小時輸送一次圖像信號,控制係統進行收集,從而對各個區域的地理特徵進行分析。

       二、驗證新衛星性能

       科學家們已經研制出新型的衛星對接技術、交匯技術等。第一顆衛星進入軌道後,可以發射第二顆立方體衛星,使後一顆衛星圍繞前一衛星運轉。立方體衛星係統安裝了傳感裝置,便于固定兩顆衛星的位置。衛星對接技術對航天事業的發展有著重要作用,一旦技術成熟,可以為航天器提供探測服務。

       三、探測未知空間

       航天探測就是想要開發人類未知的領域,立方體衛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行立方體衛星探測項目,空間探測時至少需要五十顆以上的立方體衛星,形成完整的衛星係統。

       四、植物受影響實驗

       植物的生長狀態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。將立方體衛星技術應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,並將收集到的信息傳給地面空間站。

       隨著我國立方體衛星技術的發展,其研究、開發和應用必將獲得更好的發展,成為我國航天強國建設道路上的一個亮點。

       本文由北京信息科技大學通信學院副教授李紅蓮進行科學性把關。

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