波兰微小卫星技术的崛起与发展
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小型卫星技术的发展现状及未来趋势分析一、引言近年来,小型卫星技术在航天领域发展迅猛,成为探索太空的新方式和新选择。
本文将对小型卫星技术的发展现状进行探讨,并展望其未来的发展趋势。
二、小型卫星技术的发展现状1.发展背景传统的大型卫星需要庞大的投资和复杂的技术支持,对于大多数国家和企业来说是一项巨大的负担。
而小型卫星技术的出现,以其低成本、可快速部署和灵活性等特点,改变了航天行业传统的格局。
2.应用领域小型卫星技术的应用领域广泛,包括地球观测、通信、科学研究、农业监测等。
其中,地球观测是目前小型卫星应用最为广泛的领域。
通过小型卫星的高分辨率图像,可以实时监测地球上的自然灾害、环境变化等情况,为人类社会的可持续发展提供重要数据支持。
3.技术突破随着科技的不断进步,小型卫星技术在多个方面取得了重大突破。
首先是卫星的微小化,如纳米卫星和立方卫星等。
这些卫星体积小、重量轻,可以通过发射成百上千颗卫星形成卫星网络,实现全球覆盖。
其次是卫星的通信技术的进一步提升,使得小型卫星能够实现高带宽、低延迟的数据传输。
再次是卫星的能源供应技术的改进,如太阳能电池板和新型电池技术,可以为卫星提供长期稳定的能源。
四、小型卫星技术的未来趋势1.进一步微小化随着科技的不断发展,小型卫星将更加微小化。
未来可能出现纳米级别的卫星,甚至可以嵌入到其他物体中,如衣服、眼镜等,实现隐形观测。
2.多源数据融合未来,小型卫星将与其他技术相结合,实现多源数据的融合。
例如,结合人工智能技术,对卫星图像进行深度学习和分析,可以更加准确地获取地球上的各种数据,为科学研究和应用提供更大的价值。
3.星星点点的未来随着小型卫星技术的发展,未来可能出现数以千计的小型卫星组成的星际网,形成全球覆盖的卫星网络。
这种星际网可以实现跟踪、通信和数据传输等多种功能,为人类社会的发展提供强有力的支持。
五、结论小型卫星技术作为一项革命性的创新,正在改变着航天行业的格局。
随着技术的不断突破和发展,小型卫星技术将继续向前迈进,在地球观测、通信、科学研究等领域发挥越来越重要的作用。
低轨道卫星系统的发展及面临的挑战低轨道卫星系统(Low Earth Orbit Satellite System,简称LEO卫星系统)是一种具有广泛应用前景的卫星通信系统。
它在近地轨道上运行,距离地球较近,具备较低的通信延迟和更高的传输速率。
本文将探讨低轨道卫星系统的发展趋势,同时也分析其所面临的挑战。
一、发展趋势随着信息技术的快速发展和对移动通信的不断需求,低轨道卫星系统在近年来得到了快速发展。
下面从技术、应用和市场三个方面来论述低轨道卫星系统的发展趋势。
1. 技术趋势LEO卫星系统的技术核心是卫星网络和地面终端设备。
卫星网络采用星座结构,通过多颗卫星之间的无线通信实现信息传输。
近年来,卫星通信技术不断创新,如高效的调制解调技术、自适应波束成形技术等的应用,使得LEO卫星系统的数据传输速率和通信质量得以大幅提升。
另外,地面终端设备也在不断升级,完善和全面实施创新的通信协议。
这使得用户能够更加方便地接入低轨道卫星系统,实现高速、稳定的通信。
2. 应用趋势目前,低轨道卫星系统已经广泛应用于通信、气象预报、导航定位等领域。
随着技术的进一步发展,未来的应用领域将更加丰富多样。
例如,低轨道卫星系统可以用于提供全球范围内的移动通信服务。
相比传统的地面通信基站,低轨道卫星系统可以实现更广阔的覆盖范围,为偏远地区居民提供通信服务,促进数字化和信息化进程。
此外,低轨道卫星系统还可以应用于商业领域,如农业、矿业和能源等。
农业领域可以利用卫星高精度遥感来监测农作物情况和土壤质量,提高农业生产效率;矿业和能源领域可以通过卫星数据实现资源勘探、环境监测和灾害预警等。
3. 市场趋势随着低轨道卫星系统技术的成熟和应用领域的拓展,市场前景非常广阔。
预计未来几年内,全球低轨道卫星系统市场规模将持续增长。
特别是在发展中国家,由于地域和基础设施的限制,传统的通信和互联网服务存在较大的缺口。
低轨道卫星系统能够填补这一空白,并提供高质量的通信服务。
卫星通信的新技术和发展趋势卫星通信作为一项重要的通信技术,随着科技的不断发展,也在不断进行新技术的研究和开发。
本文将从新技术和发展趋势两个方面来探讨卫星通信的最新进展。
一、新技术1. 低轨卫星通信技术:低轨卫星通信技术是近年来卫星通信领域的一项重要技术突破。
传统的卫星通信主要依靠高轨卫星,但高轨卫星由于距离地球较远,会出现较大的信号延迟。
而低轨卫星通信技术能够将卫星放置在距离地球较近的低轨道上,大大减少了信号延迟,提高了通信质量。
2. 光纤卫星通信技术:光纤卫星通信技术是利用光纤传输信号的新型卫星通信技术。
传统的卫星通信主要使用无线电波进行信号传输,而光纤卫星通信技术将信号转换为光信号进行传输,大大提高了传输速度和传输容量。
光纤卫星通信技术的应用将推动卫星通信的发展,使其能够更好地满足高速、大容量的通信需求。
3. 天基互联网技术:天基互联网技术是指利用卫星网络实现全球范围内的互联网接入。
传统的互联网主要依靠陆地基础设施,但在偏远地区或海洋等无法覆盖的地方,通过天基互联网技术可以实现全球范围内的互联网接入,让更多人能够享受到互联网的便利。
二、发展趋势1. 多星座网络的建设:目前,全球范围内有多个卫星通信网络,如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗等。
未来的发展趋势是将这些卫星通信网络进行整合,形成一个多星座网络,以提供更好的全球覆盖和通信质量。
2. 卫星云计算的应用:随着云计算的快速发展,卫星云计算成为了一个新的发展方向。
通过将计算资源放置在卫星上,可以实现更快速的数据处理和存储,同时减少对地面网络的依赖,提高通信的稳定性和安全性。
3. 5G与卫星通信的融合:5G通信作为下一代移动通信技术,将会对卫星通信产生重要影响。
5G与卫星通信的融合可以提供更全面、更快速的通信服务,满足高速、大容量的通信需求。
预计未来将会出现一些支持5G的卫星通信网络,以实现更快速、更可靠的移动通信。
4. 环保节能技术的应用:卫星通信作为一个庞大的系统,需要耗费大量的能源。
人造卫星的发展历程一、简介随着科技的不断进步,人类已经掌握了制造人造卫星的技术。
人造卫星的发展历程可追溯到20世纪50年代初期。
随着时间的推移,人造卫星的功能也越来越复杂,应用领域也越来越广泛。
本文将介绍人造卫星的发展历程,并重点讨论人造卫星的主要应用领域及未来发展趋势。
二、发展历程人造卫星的发展始于20世纪50年代初期。
当时,苏联成功地发射了第一颗人造卫星——斯普特尼克1号,开启了太空竞赛的序幕。
此后,人造卫星的发展经历了以下几个阶段:1. 初期实验阶段20世纪50年代末到60年代初,全世界范围内的各国都开始着手研制卫星。
这个时期的卫星主要以实验为目的,用于测试卫星技术并进行一些简单的科学实验。
2. 小型商业卫星阶段20世纪70年代后期到80年代初期,国际社会开始重视卫星的商业利用价值。
为适应商业用途,卫星逐渐向小型化发展。
这个时期的主要任务是将卫星定位为商业化产品。
3. 大型商业卫星阶段20世纪90年代至今,卫星不仅为商业用途服务,还涉及到军事和政治等多个领域。
在这个阶段,卫星不仅在规模上更大,而且在各方面功能上更加完善和复杂。
4. 个性化卫星阶段随着通信、定位等技术的快速发展,卫星的功能越来越多样化,个性化需求也日益强烈。
未来,卫星将更加趋向于个性化需求,卫星的形式和设计也会更加多样化,以满足各种行业和领域的需求。
三、应用领域人造卫星有着广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1. 通信人造卫星在通信方面的作用不言而喻。
卫星通信是指将地面通信系统通过卫星连接起来,使得整个系统具有广域覆盖、可靠性好和信息传输速度快等优点。
卫星通信在各个领域都有广泛的应用,如移动通信、广播、电视、网络等。
2. 天气预报人造卫星在天气预报中也有着重要作用。
通过卫星观测,可以实时地获取全球不同区域的气象信息,及时预报天气,为人们生产、生活和安全提供帮助。
3. 地球观测人造卫星可以通过卫星拍摄、绘制地图等方式进行地球观测,并为环境保护、农业生产等领域提供实时数据支持。
微型卫星:低成本太空探索方案随着科技的不断发展,太空探索已经成为人类探索未知的重要领域之一。
然而,传统的太空探索项目往往需要巨额资金投入,这也限制了许多国家和机构的参与。
为了降低成本、提高效率,微型卫星作为一种全新的太空探索方案逐渐受到人们的关注。
本文将探讨微型卫星的定义、特点以及其在低成本太空探索方案中的应用。
一、微型卫星的定义微型卫星,顾名思义,是指体积小、重量轻的卫星。
通常来说,微型卫星的质量在1-100千克之间,体积在1立方米以内。
相比于传统的大型卫星,微型卫星具有成本低、研发周期短、灵活性高等特点。
微型卫星通常包括纳米卫星、皮卫星和小卫星等多种类型,它们可以完成各种不同的任务,如科学实验、地球观测、通信传输等。
二、微型卫星的特点1. 低成本:微型卫星的研发、制造和发射成本相对较低,大大降低了太空探索的门槛,使更多的国家和机构有能力参与到太空探索中来。
2. 灵活性高:微型卫星体积小、重量轻,可以灵活地进行组网、编队飞行,实现多卫星协同作业,提高任务执行的效率和成功率。
3. 研发周期短:相比于传统的大型卫星项目,微型卫星的研发周期更短,可以更快地响应任务需求,快速实现任务的部署和执行。
4. 多样化应用:微型卫星可以用于科学实验、地球观测、气象预报、通信传输等多个领域,具有广泛的应用前景。
三、微型卫星在低成本太空探索方案中的应用1. 科学实验:微型卫星可以搭载各种科学仪器,进行空间科学实验,探索宇宙的奥秘,推动科学技术的发展。
2. 地球观测:微型卫星可以进行地球观测,监测气候变化、自然灾害等情况,为环境保护和资源管理提供数据支持。
3. 通信传输:微型卫星可以用于建立卫星通信网络,提供全球通信覆盖,改善偏远地区的通信条件。
4. 资源探测:微型卫星可以用于资源勘探,如矿产资源、水资源等,为资源开发提供数据支持。
5. 太空探索:微型卫星可以进行深空探测任务,探测外太空的星球、恒星等,拓展人类对宇宙的认知。
小型卫星行业的发展现状与未来趋势分析近年来,小型卫星的应用领域逐渐扩大,对于世界各国的科学研究、商业发展以及国家安全等方面都起到了重要的推动作用。
本文将从小型卫星行业的背景与现状、技术发展趋势以及应用前景等方面进行探讨。
一、小型卫星行业背景与现状小型卫星是指重量不超过500千克的人造卫星,相比于传统的大型卫星,它们具有体积小、成本低、响应速度快的特点。
小型卫星的发展得益于技术进步和市场需求的双重推动。
首先,技术进步为小型卫星的发展提供了基础。
随着电子技术、通信技术和航天技术的不断发展,卫星的体积和重量逐渐减小,使得小型卫星的研制成为可能。
同时,发射载运工具的进步也为小型卫星的发射提供了保障,例如火箭改进以及太空探索公司的商业火箭。
其次,市场需求是小型卫星行业发展的重要原因。
随着信息时代的到来,对于空间数据的需求日益增长。
小型卫星在地球观测、气象预测、农业监测等领域有着广泛的应用价值,能够为人们提供准确、实时的数据支持。
二、小型卫星技术发展趋势小型卫星的技术发展在过去几年里取得了巨大的进展,主要表现在以下几个方面。
首先,小型卫星的通信能力不断增强。
传输数据是卫星的重要功能之一,随着通信技术的进步,小型卫星的通信系统也得到了升级。
采用高速、高效的数据传输技术,使得卫星能够更好地实现数据的上传和下载。
其次,小型卫星的能源系统得到了改进。
由于小型卫星的体积有限,传统的能源系统往往难以满足其长期运行的需求。
因此,研究人员开始探索更加先进的能源系统,如太阳能电池板、光伏电池等,以提高卫星的能源供应能力。
最后,小型卫星的运行周期不断延长。
过去,小型卫星的使用寿命较短,往往在几个月或一年左右。
然而,随着技术的发展,小型卫星的运行周期逐渐延长,部分卫星甚至可以运行多年。
这为卫星的长期监测和数据采集提供了可能。
三、小型卫星应用前景展望小型卫星在未来的应用前景非常广阔,将在多个领域发挥重要作用。
首先,小型卫星在环境监测和气象预测方面的应用前景巨大。
卫星通讯技术的发展与应用随着科技的快速发展,卫星通讯技术越来越受到人们的关注和重视。
卫星通讯技术是指通过通信卫星将信息传输到地球上,这种技术可以提高通信的速度和可靠性,也极大地促进了人们在交流、教育、医疗、商业等领域的发展与应用。
在目前的信息化时代,卫星通讯技术已经成为了现代社会中不可或缺的重要组成部分。
卫星通讯技术的发展卫星通讯技术的发展可以追溯到20世纪40年代,当时美国开始着手研究和利用卫星进行通讯和导航。
1957年,苏联成功发射了第一颗人造卫星——斯普特尼克一号,这标志着全球卫星通讯技术的开始。
此后,美国在1960年成功发射了通信卫星提奥斯。
由于卫星通讯技术的广泛应用,卫星数量和类型也在不断增加。
目前,我们的世界上有超过4000颗卫星正在轨道上运行,并且不断有新的卫星被发射上天。
在这些卫星中,通信卫星是应用最广泛的一种,它可以支持全球通信、电视和互联网。
卫星通讯技术的应用在现代社会中,卫星通讯技术的应用非常广泛。
下面我们将从教育、医疗、商业和交通等方面进行阐述。
教育:通过卫星通讯技术,学生可以与世界各地的教师和学生进行远程教育和交流。
这对于发展学生的国际视野和文化交流有着非常积极的影响。
医疗:卫星通讯技术可以实现远程医疗。
现在许多医院和医疗机构都通过卫星通讯技术将医疗服务传递到偏远地区和有限资源地区。
这种技术可以远程诊断、诊治和监控病人的健康状态,减少病人的照顾成本和减轻医院的负担。
商业:卫星通讯技术也对商业领域的发展产生了重大影响。
商人们可以通过卫星通讯技术实现全球化交流和贸易。
卫星通讯技术不仅可以实现商业信息的安全传输,也可以高效地进行全球贸易。
交通:卫星通讯技术可以帮助管理交通,提供实时信息和预测,降低了交通事故的发生率。
航空、航天和船运等行业也广泛应用卫星通讯技术,可以实现全球定位系统、航空无线电导航和气象预测等功能。
卫星通讯技术的未来卫星通讯技术在未来仍将有着广泛的应用和前景。
微小卫星技术在遥感应用领域中的发展趋势随着人类社会的不断发展和科技的进步,遥感技术在地面观测、资源调查、环境监测等方面的应用日益广泛。
而微小卫星技术作为遥感技术的一个新兴分支,也开始得到越来越多的关注和应用。
本文将介绍微小卫星技术在遥感应用领域中的发展趋势。
一、微小卫星技术的发展历程微小卫星技术的起源可以追溯到上世纪六十年代初。
那时,美国曾经开展过一项名为“课程星”的计划,旨在通过低成本的小卫星来进行科学研究和技术试验。
随着计算机技术的飞速发展,微小卫星技术逐渐成为可行的方案,并且在上世纪八十年代末期开始被广泛应用。
二、微小卫星技术的优势与传统的大型卫星相比,微小卫星具有以下显著优势:(1)低成本:微小卫星的体积和重量都要远远小于传统卫星,因此制造和发射的成本也大大降低。
(2)快速应用:微小卫星通常采用模块化设计,可以快速地进行组装、测试和发射,缩短了研制和应用周期。
(3)灵活多变:微小卫星可以按需配置多个任务载荷,如遥感数据采集、通信、导航等,具有较高的灵活性和多功能性。
三、微小卫星技术在遥感应用中的发展现状微小卫星技术在遥感应用领域中的应用正在逐步扩大。
目前,已有多个国家和地区的科研机构和企业研制开发了多款微小卫星,用于遥感数据采集和处理、资源调查、环境监测等方面。
下面介绍两个典型的例子:(1)BRITE卫星BRITE卫星是由奥地利、波兰和加拿大合作研制的一组微小卫星,用于对天体亮度变化的观测和分析。
该卫星采用了低成本的系统设计和操作方式,可以在相对较短的时间内完成大量的数据采集和处理工作。
相关实验结果显示,BRITE卫星已经成功记录了多个天体的亮度变化数据,为航天科学研究提供了重要的支持。
(2)Lemur卫星Lemur卫星是美国一家公司研制的一组微小卫星,用于海洋和气象等领域的数据采集和处理。
该卫星采用了自主动力控制和通信技术,可以实现高精度的海洋、气象、船舶等数据的实时采集和传输。
此外,Lemur卫星还可以与其他卫星进行联合飞行和数据交换,形成更加完善的数据获取和处理系统。
人造卫星技术的发展与应用自从苏联于1957年成功发射了人类历史上第一个卫星“斯普特尼克1号”以来,人类在卫星技术方面就不断地取得了重大进展。
如今,卫星已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
人们可以通过卫星连接互联网、进行通信以及观测天气等。
本文将详细讲述人造卫星技术的发展与应用。
一、发展历程在1957年成功发射“斯普特尼克1号”之后,苏联于1961年又成功发射了第一位宇航员加加林,这标志着人类智慧和技术水平的一个新的篇章。
此后数十年,人类一直在进行卫星技术的研究和应用方面的探索。
20世纪末期,GPS全球定位系统的应用促进了卫星技术的迅速发展。
而在21世纪初期,世界各国相继启动了很多大型卫星项目,使卫星技术得到了更深入的应用和推广。
此外,人类还不断地探索新的卫星技术,如微纳卫星、立体卫星等。
二、卫星技术的应用2.1通信随着时代的发展和信息化的趋势,人们对通信的需求越来越强烈。
小至个人手机通讯,大至国家之间的官方交流,都需要通过卫星系统实现。
由于卫星通信可以实现远距离的准确传输,这种通信方式在远程、偏远地区的应用非常广泛,如航空航天、海洋、林区、矿区等。
2.2导航导航是卫星应用的另外一个重要领域。
自GPS全球定位系统的出现以来,人们可以对地球上的任何一点进行定位,从而精确地确定位置和移动轨迹,并在海上、航空、陆地等方面应用了广泛。
GPS不仅仅用于军事领域,也成为了民用领域中不可缺少的一部分。
人们可以通过手机、平板电脑等设备,随时获取GPS导航服务,使人们的出行变得更加方便和安全。
2.3天气观测人造卫星技术也可以用于天气预报和气象监测。
卫星技术可以获取全球范围内的大气信息和气候变化,以及可以帮助人们准确地预测暴风雨、山洪暴发、飓风等自然灾害,从而为人们提供更好的安全保障。
此外,卫星技术还可以实时监测海洋温度、流量、浪高以及气候变化等,为海运业和渔业提供数据支持。
三、卫星技术的未来未来的卫星技术将更加智能化和快速化,具有更好的性能和功能。
立方星设计资料整理什么是立方星?立方星通常以“U”作为计量,标准的立方星为“1U”(即体积10×10×10cm,重1Kg),这只是一个概念,“1U”立方星可在标准立方星的情况下有所浮动;此外还可以对“1U”立方星进行扩展,成为“2U”(10×10×20cm,重2Kg)、“3U”( 10×10×30cm,重3Kg),当然,它们的指标也是可以轻微浮动的。
等等通俗的讲,“1U”的立方星可以看做是一个10×10×10cm的小盒子,人们在盒子里面装上卫星所必须的版块(如:星载计算机、电源模块、通信模块、天线系统模块、姿态控制板模块和用于科学研究的各种实验仪器),当然在其外部会装上天线(保证通信)、太阳能电池板(保证能源)等;而“2U”、“3U”的立方星可以想象为有2个或3个“1U”的盒子在同一方向上拼接而成。
(个人概括)立方星指的是一种采用专用设计标准制作的微小卫星(由加州理工大学(California Polytechnic State University,Cal Poly) Jordi Puig Suari教授制订了最初的相关标准。
斯坦福大学(Stanford University)Bob Twiggs对于相关技术的发展也作出了巨大的贡献。
标准的立方星采用的是“1U”架构,即体积为10×10×10 cm,重1Kg。
在此基础上,立方星可进行升级、增大为“2U”(20×10×10cm)和“3U”(30×10×10cm)架构的立方星。
立方星可以提供正常卫星所有的功能,包括:姿态确定与控制、上行和下行通信、电力子系统、控制和数据管理、天线系统、负载等功能。
由于采用了现代一体化集成设计方法,硬件上采用了大量的低成本器件,因此立方星的研究与发射费用较低,如图 1所示的功能较简单的立方星,包括发射与制作成本在百万元人民币以内,和动辄数亿乃至数十亿元的大卫星相比立方星的成本低的多。
波兰微小卫星技术的崛起与发展李懿德1,2(1 中北大学,2 华沙理工大学)波兰在卫星领域的发展相比欧洲几个航天大国起步较晚,并且主要以科学载荷配套和卫星应用为主。
2005年,由华沙理工大学抓总的“华沙理工大学卫星”(PW-Sat)正式立项,开启了波兰自主研制航天器的序幕。
随着2012年波兰加入欧洲航天局(ESA),2014年成立波兰航天局,并在2012-2014年间完成了3颗自主研制微小卫星的交付发射,该国的航天工业进入高速发展阶段。
近年来,除了科研院所,波兰的民营航天企业也崭露头角,并很快成为该国微小卫星行业的中流砥柱。
1 初期国际合作研制微纳卫星在波兰自行研制微小卫星初期阶段,主要以现有的卫星平台产品为基础进行研制,具有低成本、研制周期短、可靠性高等特点,以空间天文观测、空间维护技术试验等为科学目标实现了波兰自主研制卫星零的突破。
“华沙理工大学卫星”系列立方体卫星“华沙理工大学卫星”(P W -S a t )系列立方体卫星是由华沙理工大学(P o l i t e c h n i k a Warszawska)学生自主研制的系列空间维护技术试验立方体卫星,同时兼顾教学目的,目前已研制了“华沙理工大学卫星”、华沙理工大学卫星-2两个型号,华沙理工大学卫星-3正在进行方案论证,其科学载荷均为卫星寿命末期展开的被动离轨装置。
其中,“华沙理工大学卫星”是波兰的第一颗人造卫星,于2012年搭载欧洲航天局“织女星”(Vega)小型固体运载火箭首飞发射入轨。
该卫星是1U立方体卫星,搭载有1m长的可展开柔性太阳电池翼机构,在卫星寿命末期展开,测试太阳能电池的供电性能,同时作为增阻离轨装置使卫星尽快再入大气层。
然而在入轨6个月后,卫星通信系统出现故障与地面失联,因此无法发送展开太阳电池翼的指令,导致任务失败。
2013年,华沙理工大学卫星-2立项,主要载荷为尺寸为2m×2m的离轨薄膜帆,同时还搭载了一台由学生自主研发的太阳敏感器开展在轨测试。
卫星目前已进入正样研制阶段,经运载方多次推迟,预计于2018年第三季度搭载美国太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰-9运载火箭发射至高度为575km 的预定轨道,不排除继续推迟的可能性。
离轨帆在发射时被盘绕折叠并放置在直径80mm的圆柱形载荷舱内,高度不超过70mm,采用无源展开方案,仅由弹簧和弹性杆作为动力来源,以降低成本、减小体积、提高可靠性。
正常展开后,卫星离轨再入的时间将由20年以上缩短至6~12个月。
在华沙理工大学卫星-2研制工作推进的同时,华沙理工大学卫星-3的方案设计也在持续进行,初步设计为3U立方体卫星,增加动力系统。
该星的研制将开展国际合作,目前已确定将与哈尔滨工业大学开展联合研制。
“明亮目标探测器-波兰”双星“明亮目标探测器-波兰”(Brite-PL)双PW-Sat任务模拟图PW-Sat-2任务模拟图星是波兰科学院空间研究中心(Centrum Badań Kosmicznych PAN)和波兰科学院哥白尼天文中心(CAMK PAN)于2009年底立项研制的两颗空间天文观测卫星,耗资超过400万美元,由“莱姆”(Lem)和“赫维留”(Heweliusz)两颗卫星组成。
是加拿大、奥地利、波兰共同发起的“明亮目标探测器-星座”(BRITE-Constellation)工程中的一部分,共研制6颗卫星,以上3个国家各承担两颗(其中加方一颗卫星入轨后失效)。
该星座旨在对银河系中明亮的(星等≤+3.5)大体积恒星进行组网观测,是国际上首个用于天文学研究的微小卫星任务,也是首个天文卫星星座。
“莱姆”和“赫维留”由波方与加拿大多伦多大学航天飞行实验室(SFL/UTIAS)联合研制,采用加方设计的“通用微纳卫星平台”,基本尺寸20cm×20cm×20cm,可被看作8U立方体卫星,外加一个凸出的磁强计,采用双层壁板结构以减小空间辐射环境对有效载荷的影响,每颗星质量7kg,姿态控制精度≤1°,采用特高频(UHF)频段的星载测控天线,数据下行链路采用S波段,最大速率256kbit/s,平台电压4.0V,科学载荷为一台3cm口径的天文望远镜。
其中“莱姆”卫星的绝大部分元器件和平台分系统都由加方直接提供,并对波方研制人员进行了总装、测试操作培训,于2013年11月21日由乌克兰“第聂伯”运载火箭发射至高度800km的近地轨道。
在研制“赫维留”卫星时,由于加方元器件库存不足,主要分系统的设计制造都由波兰自行承担。
2013年8月12日,中国长城工业集团有限公司与波兰科学院空间研究中心签署了“赫维留”小卫星搭载发射服务合同,于2014年8月19日随我国高分-2(GF-2)卫星用长征-4B(CZ-4B)运载火箭发射入轨,高度640km。
“明亮目标探测器-波兰”卫星入轨后对圆规座α、船尾座ζ、天津四、仙王座β等银河中的500~800颗恒星进行了精确观测。
开展星震学研究,即通过恒星振荡特性研究恒星的内部结构,同时记录恒星亮度随时间的变化,以监测超新星爆发。
其他天体物理研究包括发光星体的生命周期、恒星内部的能量和角动量转移、恒星与星周盘的相互作用、密近双星的潮汐作用、星风扩散引起的恒星质量损失等。
“明亮目标探测器-波兰”卫星结构示意图2 自主研发微纳卫星平台近年,波兰各高新技术企业和新成立的商业航天公司也开始涉足微纳卫星技术领域,设计了几种有创新特点的卫星平台,面向该国军民用户,为未来的卫星装备发展打下了技术基础。
“超级卫星”模块化平台“超级卫星”(Hyper-Sat)模块化平台是由位于皮亚塞奇诺的科瑞欧泰克仪器公司(Creotech Instruments S.A.)提出的低成本模块化开源纳卫星平台。
其设计思路是在现有立方体卫星的基础上通过加大单个平台单位的体积,使其装载更多有效载荷,相比一般微纳卫星平台扩大应用范围,可用于研制空间科学卫星、光学/雷达遥感卫星和通信卫星的单星或星座。
“超级卫星”平台的单位尺寸为30cm×30cm×10cm,质量10kg,其最大构型可扩展至30cm×30cm×60cm,配套了相应有效载荷后总质量60kg。
平台结构设计上预留了与开源分系统模块匹配的接口,标准模块包括电源系统和化学电池、太阳能电池、通信模块和天线,以及适用该型平台的星箭分离机构。
其设计同时兼顾了快速响应的需要,从卫星任务立项到出厂仅需9个月,计划年产量10颗,对运载发射服务的合同履行时限为6个月。
目前,该卫星已完成原理样机的研制,其首发星预计将于2019年完成发射。
该公司鼓励国内外各企业机构参与开源模块的设计工作,目前的合作伙伴是波兰科学院空间研究中心和华沙理工大学。
科瑞欧泰克仪器公司旨在动态开发小型卫星市场,同时避免与他国动辄数百万创投基金资助研发的大星座竞争。
由于其他卫星运营商主要关注有效载荷所获取的数据,因此低成本的生产和快速的整合可能对未来的客户更有吸引力。
波兰AIS卫星波兰AIS卫星(SAT-AIS-PL)的论证工作始于2014年,以满足海上交通安全和管理的需要。
由欧洲航天局委托下列协作单位进行可行性研究(波兰工业奖励计划下的POL-SAT-AIS项目):国家通信研究所(项目牵头单位)、格丁尼亚海事大学(Akademia Morska w Gdyni)和波兰科学院空间研究中心。
论证工作得到了欧洲航天局和波兰国家部委级空间政策小组的高度评价,决定正式立项,由科研生产联合体进行领导。
从2015年2月开始,工程总体单位转至科瑞欧泰克仪器公司,2016年3月正式进入工程研制阶段,后期又有协作单位加入。
AIS系统的主要用户为海事办公室、波兰军队、Hyper-Sat单位平台结构Hyper-Sat光学遥感卫星构型边防部队、海上搜救服务机构、情报机构和欧洲海事安全局。
从船舶到地面站的数据传输将采用新的甚高频(VHF)数据交换系统进行升级,将在未来几年由国际电信联盟引进。
波兰AIS卫星将成为该国第一颗提供实际服务的应用卫星,整个系统包括一颗质量约为40kg的微纳卫星(含两块太阳电池翼),星上搭载一台AIS接收器,一个甚高频数据交换系统模块,一个星地链路模块,以及一个用于业余无线电活动的附加模块。
其中星地链路模块可实现地面和卫星之间的即时数据交换,这在海上出现紧急情况时至关重要。
该解决方案还有望缩短数据检测与地面站接收之间的时间差。
地面设施包含一个测控站,一个卫星指挥和控制中心,以及一个面向最终用户的AIS数据中心,所有地面设施都将设立在波兰境内。
卫星交付运行后,将收集和提供广泛的数据,包括有关船只位置、路线、交通和潜在危险情况的信息。
完成整个工程预计需要7年时间,研制进度安排如下:2016-2017年完成工程任务规划,即各大系统之间的体系构建;2018-2020年完成卫星系统的总体设计,总装测试和发射;2020-2022年完成为期数年的在轨运行段,其中包括卫星寿命末期的离轨操作。
“斯韦托维德”3D打印立方体卫星“斯韦托维德”(S v e t o v i d)卫星是由弗罗兹瓦夫的新兴商业航天公司卫星革命公司(SatRevolution)研发的2U立方体卫星,该公司成立于2016年7月。
该卫星的结构件由铝-镁-钪合金(Scalmalloy)粉末3D打印而成,具有质量轻、强度高等特点,可承受-150°C~300°C的温度变化,这种材料也被空客公司(AIRBUS)用于飞机的制造中。
同时,其独特的外形设计使其能更好地适应皮卫星轨道适配器的导轨。
“斯韦托维德”卫星是一颗科学卫星,它的主要任务是研究地球磁场的强度、变化以及热层中的重力,气象变化等。
其次,搭载的光学遥感设备所获取的图像可用于气象学、海洋学、地质学和测绘学研究,对林业和农业也有潜在的辅助作用,也用于地区的国土资源开发规划,灾害风险评估和气候变化、环境监测等。
另外,卫星将对地球上不同经纬度的重力场进行探测,记录随时间变化的数据。
这些数据可以用来研究板块的构造、运动,并监测可能存在的威胁。
“斯韦托维德”计划2018年第一季度由美国轨道系统公司(Interorbital Systems)的海王星-N3(Neptune-N3)火箭从太平洋的一个海上浮动平台发射入轨,预计轨道高度310km,同时搭载两颗质量为0.3kg的伴飞手机卫星“水泽仙女”(Rusalka PhoneSat),其设计基于安卓(Android)系统,使用的所有的元器件都来自普通手机,卫星革命公司将验证该解决方案的在轨工作状况。
波兰AIS卫星“斯韦托维德”卫星模拟图3 发展微纳卫星星箭分离机构在研制微小卫星的同时,波兰也开展了星箭分离机构的国产化工作,并形成了有自身特点的产品,其中比较有代表性的是在研制“明亮目标探测器-波兰”任务中的“赫维留”卫星时配套的“龙”(Dragon)分离机构。