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        你不知道的航天新知識——立方體衛星技術

        科普中國-科學原理一點通 2021-09-15

          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,并得到了廣闊的應用。

          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,發射入軌更方便并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系統吧。

          立方體衛星的系統包含結構熱控系統、星務系統、姿態控制系統、通信系統以及電源系統。

          首先,結構熱控系統中的材料選擇是立方體衛星質量和剛度的關鍵,一般采用鋁合金。衛星熱控技術又分為主動熱控和被動熱控,后者比較簡單,有技術簡易、工作可靠和不消耗能量等優勢;其次,星務系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系統是低功耗商用器件;姿態控制系統簡單來說就是確定和控制衛星的姿態;立方體衛星的通訊系統多采用傳統硬件結構收發信機,目前該模塊已朝著數字化發展;立方體衛星電源系統包含了能源獲得、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采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,控制系統進行收集,從而對各個區域的地理特征進行分析。

          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后,可以發射第二顆立方體衛星,使后一顆衛星圍繞前一衛星運轉。立方體衛星系統安裝了傳感裝置,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,形成完整的衛星系統。

           

          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,并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。 

          新華網科普事業部

          科普中國-科學原理一點通

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        責任編輯:王超

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