讓世界驚艷的小衛星

肖溪樹

人造衛星發明，把人類帶進了一個嶄新的太空時代，浩瀚的太空見證了人造衛星60多年的非凡歷程。如今，龐大的“衛星家族”中，有一類小巧玲瓏的衛星系列正異軍突起，并有望成為未來國際航天發射的主力軍。

“鴻雁”讓通信無死角

智能手機的普及，讓我們充分感覺到了現代科技的魅力，然而在信號覆蓋不到的地方，人們難免會出現一些無奈：“您呼叫的用戶不在服務區！”即使你有天大的事情，沒有信號也是白搭。

我國地域非常遼闊，自然地形十分復雜，地面網絡覆蓋還存有“盲區”。而要消滅信號“盲區”，單靠地面基站來解決存在一定的局限性，如在沙漠地區、偏遠山區以及原始森林等區域建設地面基站十分困難。

我們實際的“鴻雁全球衛星星座通信系統”以星間鏈路實現衛星空間組網，力求在天基上建立網絡全覆蓋，從而解決通信的死角問題。“鴻雁”是一個全球低軌衛星星座通信系統，基網絡服務將不受空間和地域的限制，因此可以用溝通連接萬物，從而讓世界永不失聯。

該系統由54顆核心骨干衛星組成，同時用270顆小衛星進行補網，從而形成一個由324顆衛星組成的星座。該系統將運行在距離地球1100千米的軌道上。

按照計劃，首顆試驗星將在2018年年內發射升空。整個系統主體預計在2023年建成，屆時可為用戶提供全球無縫覆蓋的數據通信和綜合信息服務。有了該系統，我們只要手持一部智能手機就可以走天下了，無論是沙漠還是高山。

從衛星應用的角度來講，該系統支持用戶從地面網絡切換到衛星網絡，且不會改變用戶的體驗。同時，可實現全天候、全時段以及在復雜地形、條件下的實時雙向通信能力，并為個人野外通信、安全和救援提供幫助。

知識鏈接

按照衛星的個頭（質量）大小，通常將小于1000千克的衛得稱為廣義的小衛星，具體又可細分為小衛星、微小衛星、顯微衛星和納米衛星，如將500～1000千克的衛星稱為小衛星，100～500千克的衛星稱為微小衛星，10～100千克的稱為顯微衛星，小于10千克的稱為納米衛星。

相對于大型衛星，小衛星的研制周期短、功能密度高、性價比好，還具有高度集成化的特點，可以快速實現設計、制造、發射、在軌運行的全過程。

小衛蠔發射平臺十分靈活，甚至在飛機上也能發射。小衛星一般運行在距地2000千米以內的近地軌道，其能量利用效率要比高軌衛星高很多。但低軌小衛星不如高軌衛星的覆蓋面大，因此需要使用多顆低軌小衛星組成的星座來實現移動通信和增加系統容量。

“虹云”讓Wi-Fi全覆蓋

說到Wi-Fi，同學們不會感到陌生吧！作為一種無線網絡傳輸技術，Wi-Fi可為智能手機、平板電腦和筆記本電腦提供無線上網服務。

然而，由于受到地理環境等因素的影響，目前世界上仍有一半的人口不能享受網絡生活。在太空建立互聯網，不僅可以彌補地面互聯網的局限性，而且有望實現網絡無差別的全球覆蓋。我國實施的“虹云工程”就是在這樣的背景下應運而生的。

“虹云工挰”是一種基于小衛星的低軌寬帶互聯網接入系統。在全球范圍內，太空互聯網也是一個競相開發的領域。我國的“虹云工程”把小衛星、低軌、寬帶有機組合在一起，這是中國天基互聯網構想的一大亮點。

“虹云工程”計劃射156顆小衛星，運行在1000千米的低軌道上，從而構建一個星載寬帶全球互聯網絡。“虹云工程”定位的受眾對象主要為集群的用戶群體，如飛機、輪船、野外場區、無人駕駛行業以及一些偏區等。

根據計劃，第一顆技術驗證星在2018年年內發射。預計到2022年，“虹云工程”將完成156顆小衛星星座的部署，屆時將為人們提供“星鏈”Wi-Fi服務 。

無論你身居何處，該星座的天基Wi-Fi將會讓你享受到高品質的網絡生活。

“天眼”讓世界為之喝彩

從“神舟七號”伴星到“天宮二號”伴星，從“悟空”號小衛星到“墨子”號小衛星，從新一代北斗導航衛星首發星到會跳“華爾茲”的碳衛星……中國打造的—批小衛星“天眼”，足以驚艷全世界！

在“神舟七號”飛船上放飛的小衛星，質量雖然只有40千克，但對航天器的空中定位、變軌、調姿、對接等意義重大。“天宮二號”的伴星雖然只有47千克，但可以對大型飛行器進行科學探測及狀態監控。

“悟空”號作為我國第一顆空間天文衛星，同時也是世界首顆暗物質粒子探測衛星。“悟空”號用400千克的平臺托起了1.4噸的載荷，自然為太空“取經”裝上了不一般的“火眼金晴”。

“墨子”號作為世界首顆量子科學驗衛星，擔負有不同尋常的科學使命。“子”號的質量只有620千克，但在空間子通信實用化試驗方面取得了重大突破。

我國發射的新一代北斗導航衛星首發星，從原來的幾噸重量“瘦身”到850千克。但首發星突破了多項關鍵技術，大幅度提高了整星的系統集成度，標志著我國北斗衛星導航系統從區域走向了全球。

“碳衛星”作為我國首顆二氧化碳監測科學實驗衛星，質量只有620千克，但其擁有的超凡“視力”開啟了其不平凡的“碳”秘之旅。“碳衛星”之所以會跳“太空華爾茲”.只不過是為了把二氧化碳測得更準而不斷變換“姿態”罷了。

科學家為了賦予“碳衛星”超凡的“視力”，為其設置了5種觀測模式和十余種指向模式，并且還為其配備了極其復雜的姿態指向控制系統，以實現不同模式間的自動切換，這樣看上去就好像衛星在跳“太空華爾茲”—樣。