引領(lǐng)技術(shù)變革的現(xiàn)代小衛(wèi)星

□ 林來(lái)興

現(xiàn)代小衛(wèi)星是從上世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)的。它的發(fā)展可以分為下列三個(gè)階段：

第一階段為探索研究階段，大約從上世紀(jì)80年代中期至上世紀(jì)90年代末期。小衛(wèi)星開始用于任務(wù)單一、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行壽命短的科學(xué)試驗(yàn)研究、技術(shù)演示、教育等任務(wù)。探索應(yīng)用高新技術(shù)，特別在小衛(wèi)星中采用微電子技術(shù)和高速計(jì)算機(jī)方面取得成功經(jīng)驗(yàn)，探討小衛(wèi)星擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

第二階段為小衛(wèi)星發(fā)展成為衛(wèi)星一種類型，而且作為大衛(wèi)星一個(gè)重要補(bǔ)充部分。這階段大約從上世紀(jì)90年代末期至本世紀(jì)初期。通過采用高新技術(shù)，真正成為了技術(shù)性能高、經(jīng)濟(jì)成本低、研制周期短的現(xiàn)代小衛(wèi)星。

“人牛怪”火箭

第三階段為本世紀(jì)以來(lái)的衛(wèi)星應(yīng)用和衛(wèi)星技術(shù)大變革。由于小衛(wèi)星大量引入高新技術(shù)和新設(shè)計(jì)概念與先進(jìn)科學(xué)管理方法，在商業(yè)衛(wèi)星和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)下，價(jià)廉物美的小衛(wèi)星戰(zhàn)無(wú)不勝，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上開始取代部分大衛(wèi)星。但是必須明確指出：大小衛(wèi)星是互補(bǔ)的，不是對(duì)立競(jìng)爭(zhēng)。小衛(wèi)星編隊(duì)飛行將創(chuàng)造更多新的實(shí)用效果。

應(yīng)用高新技術(shù)和新的設(shè)計(jì)思想發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代小衛(wèi)星，具有如下優(yōu)勢(shì)：

質(zhì)量輕，體積小；成本低；研制周期短（只需1年～2年，甚至幾個(gè)月），技術(shù)更新快，能夠及時(shí)應(yīng)用新技術(shù)；性能好（功能密度高）；快速靈活，機(jī)動(dòng)性好；能提供更多進(jìn)入空間的機(jī)會(huì) ，特別有利于發(fā)展中的國(guó)家；便于進(jìn)行教育培訓(xùn)和空間演示試驗(yàn)。

相關(guān)鏈接

一箭11星發(fā)射

2000年1月27日，“人牛怪”火箭首次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)時(shí)，就搭載發(fā)射了11顆衛(wèi)星，主要包括美國(guó)空軍學(xué)院研制的FalconSat-1衛(wèi)星（52千克）、美國(guó)加州圣克拉拉大學(xué)的aretemis jak衛(wèi)星(0.5千克)和thelma & louise衛(wèi)星(0.5千克)，亞利桑那州大學(xué)的asusat－1衛(wèi)星(5.9千克) ，北美無(wú)線電業(yè)余衛(wèi)星組織的hockeypuck衛(wèi)星(0.5千克)和stensat衛(wèi)星（0.2千克），美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(afrl)的OCSE衛(wèi)星（22千克），美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的picosat－1a（0.7千克）和的picosat－1b（0.7千克）衛(wèi)星，以及斯坦福大學(xué)的質(zhì)量為13.5千克的在軌皮衛(wèi)星發(fā)射器 (OPAL)。通過這次發(fā)射，在軌試驗(yàn)驗(yàn)證了一系列皮納衛(wèi)星技術(shù)，主要包括納型衛(wèi)星研制技術(shù)、光譜成像技術(shù)、GPS定軌技術(shù)、三軸姿態(tài)被動(dòng)穩(wěn)定控制技術(shù)、衛(wèi)星自主操作運(yùn)行與通信技術(shù)等等。借助OPAL (Orbiting Picosat Automatic Launcher)，在軌釋放了多顆皮型衛(wèi)星，驗(yàn)證了利用一顆母星釋放多顆皮型衛(wèi)星的技術(shù)可行性。

現(xiàn)代小衛(wèi)星分類

現(xiàn)代小衛(wèi)星分類在世界上有多種版本。目前最典型分類有廣義和狹義分類兩種，廣義分類如下：小型衛(wèi)星（Smallsat）：質(zhì)量為500千克~1000千克；迷型衛(wèi)星(Minisat)：質(zhì)量為100千克~500千克；微型衛(wèi)星(Microsat)：質(zhì)量為10~100千克；納型衛(wèi)星(Nanosat)：質(zhì)量為1千克~10千克；皮型衛(wèi)星（Picosat）：質(zhì)量為0.1千克~1千克。

狹義分類僅限質(zhì)量在500千克以下，其他與廣義分類一樣。在實(shí)際應(yīng)用中上述質(zhì)量為100千克量級(jí)表示衛(wèi)星在200千克~300千克至100千克左右；質(zhì)量為10千克量級(jí)表示衛(wèi)星在幾十千克至10千克左右；質(zhì)量為1千克量級(jí)表示衛(wèi)星在幾千克至1千克左右。

FalconSat-1衛(wèi)星

ASUSat1衛(wèi)星

OPAL（在軌皮衛(wèi)星發(fā)射器）

STENSat衛(wèi)星