來源:人民網(wǎng)-人民日?qǐng)?bào)
2017-07-10 04:48:07
日前,天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船按計(jì)劃與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成分離,并擇機(jī)釋放立方體衛(wèi)星(簡(jiǎn)稱立方星)。近期,歐洲航天局也著手開發(fā)立方星探月項(xiàng)目。什么是立方星?為什么人們現(xiàn)在熱衷于“派”它上天?
隨著微電子、微機(jī)械、納米等技術(shù)的發(fā)展和衛(wèi)星設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)新,衛(wèi)星正變得越來越小。按重量劃分,500至1000千克的為小型衛(wèi)星;100至500千克的叫微小衛(wèi)星;10至100千克的是微型衛(wèi)星;1至10千克的叫納衛(wèi)星;0.1至1千克的叫皮衛(wèi)星;重量小于0.1千克的叫飛衛(wèi)星。1999年,美國(guó)斯坦福大學(xué)教授湯姆·肯尼對(duì)皮衛(wèi)星提出了一種新概念——立方星,其重量為1千克,體積為10厘米×10厘米×10厘米 (也叫1U)。由若干顆立方星(若干個(gè)U)可以組成立方體納衛(wèi)星。此后,這兩種小衛(wèi)星得到了飛速發(fā)展。
立方星或立方體納衛(wèi)星可廣泛用于通信廣播、對(duì)地觀測(cè)、科技試驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域。目前,世界上有多家研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)在專門研制、生產(chǎn)和供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的立方星。僅幾年時(shí)間,立方星就已從創(chuàng)新概念、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、飛行實(shí)驗(yàn)發(fā)展到具體空間應(yīng)用,發(fā)射數(shù)量也快速攀升。不少國(guó)家通過立方星圓了“航天夢(mèng)”。2013年,厄瓜多爾和秘魯成功發(fā)射自主研制的立方體納衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了本國(guó)首顆衛(wèi)星的突破。
立方星技術(shù)的迅猛發(fā)展和發(fā)射方式增多,與其低成本密不可分。與建造成本動(dòng)輒上億美元的傳統(tǒng)大衛(wèi)星相比,立方星的成本可謂滄海一粟。目前,“一箭多星”發(fā)射已成為立方星發(fā)射的主流方式。今年,印度創(chuàng)造了“1箭104星”的世界紀(jì)錄,其中大多數(shù)是立方星或立方體納衛(wèi)星。此種發(fā)射方式大大提高了發(fā)射利用率,降低了單星發(fā)射成本和進(jìn)入太空的門檻,活躍了商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)。
另外,立方星還可通過國(guó)際空間站機(jī)械臂附加的小衛(wèi)星釋放裝置到太空。從國(guó)際空間站上釋放的立方星振動(dòng)更小,有助于降低設(shè)計(jì)難度和生產(chǎn)成本,并可充分利用有人參與的優(yōu)勢(shì),在站上進(jìn)行測(cè)試和一定程度的維修,甚至根據(jù)需求進(jìn)行組裝。
在立方星基礎(chǔ)上還出現(xiàn)了手機(jī)衛(wèi)星。所謂手機(jī)衛(wèi)星就是以立方星為衛(wèi)星平臺(tái),用智能手機(jī)進(jìn)行控制的新型衛(wèi)星。2013年2月,英國(guó)薩瑞衛(wèi)星公司研制的全球第一顆智能手機(jī)衛(wèi)星升空。它是一個(gè)3U的立方體納衛(wèi)星,除了太陽(yáng)能電池板和推進(jìn)系統(tǒng)外,它具有傳統(tǒng)衛(wèi)星的所有部件和功能,是全球第一個(gè)采用3D打印零件進(jìn)入太空的航天器。
隨著小衛(wèi)星技術(shù)的日新月異,小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)也逐漸成為世界航天活動(dòng)高速發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力和重要發(fā)展領(lǐng)域,正孕育著未來航天發(fā)展的重大變革。但是,由于立方星壽命短、數(shù)量多,會(huì)產(chǎn)生較多空間垃圾,這也成為當(dāng)前有關(guān)機(jī)構(gòu)著力應(yīng)對(duì)的問題。
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