资料来源:3snews 2016-03-03 16336006336016
3月3日,GIO俱乐部| Tybergiku主办、北京空间科技信息研究所共同主办的Tybergio大展GIO产业沙龙在北京举行。此次沙龙的主题是“突破监狱-微卫星商业化的中国式挑战”,50多名重量级GIO参加了沙龙活动。
北京空间科学技术信息研究所主任刘浩编写了题为《微卫星发展的技术路线图》的报告,从技术上介绍了近年来微卫星的发展情况。刘浩认为,微型卫星能够在成本和需求之间取得平衡和一致,从而取得最佳结果。以下是演讲实录(不确认本人)。
刘浩:整个微型卫星的技术发展脉络是怎么样的?从供电能力来看,微纳卫星从1瓦到10瓦级,到目前为止已展开到多级,平均功率已突破50瓦,微卫星功率已达到千瓦级。
从早期到现在的专用电路、无线模式、多个频段等一些技术,目前的纳卫星数据率已经通过了3兆普尔,微卫星光通信数据率已经达到了2.8G/s。第一台8 ~ 16位单片机没有操作系统,目前已发展成32位芯片级处理器,有多种操作系统可供选择。微纳米卫星还具有轨道指向处理功能。
从推进能力来看,一开始使用的是单发冷气推进安慰剂,冷气发动机可以退还汞20m/s的速度增长,部分产品可以向微纳卫星提供速度增长量已经达到4000m/s。最初将组成简单的星座,发展成现在的编队、网络,在轨道上进行自动对接和微操作实验,国外也开发了很多类似的随行卫星,在母卫星上进一步实现米级微纳卫星、未来不合作目标的表面攀登等功能。
从结构能力来看,从最初的教育技术试验1U到3U的立方体卫星到现在一直在扩大到6U、12U等。以立方体卫星为例,轨道的高端系统发展到了高能、固定的第三代,规模较小的皮卫星从概念变成了现实,微型卫星不断发展到小型化的极限。
微型卫星的设计技术也在不断提高,创新的设计理念和创新的体系结构不断涌现。其中包括设计思想的创新、集成技术的创新、专用微系统集成技术的研究与开发。
在设计理念创新上,我们传统的卫星设计理念是以100%的成本满足100%的需求,甚至以120%的成本满足100%的需求。微型卫星的设计思想发生了变化,那就是强调以20%的成本实现80%的任务需求。如果追求过高的质量、研究周期或功力,就要付出更多的费用。(约翰f肯尼迪,努力)微型卫星通过成本和需求之间的平衡和匹配,可以获得最佳结果。
设计思想革新,另一个是卫星开发发射过程也在改编。传统上,你造卫星的时候,基本上火箭也差不多确定了。大部分卫星是一箭一星发射,传统卫星开发和发射基本上是一对一或一对一一致的。微型卫星的模式不同。一对多,多对多。只要有标准化的接口,开发方就提供卫星的研究载荷,装载方可以提供装载,因此自由度更高,成本也更高。(阿尔伯特爱因斯坦,美国作家)。
设计思想革新是想大大缩小,为零,将原来功能完整、复杂的质量卫星分解成星座,或者用模块分离。目前来看,这种星座、分离模块和分布式集群在实际功能实现过程中,一颗大卫星有可能无法实现更多的功能。
二是COTS技术的应用。现在微卫星开发的时候首先想到的是有没有商业利用,如果没有,就会开发专门的仪器。阿尔伯特爱因斯坦,Northern ExposureUSB接口、搭扣、微型卫星使用的接口以及DC-DC变电也是危险电力推进使用的电源。当然可能是业余的,高校可能会做一些实验,但是真正的商业化可能需要选择合适的商业性零部件。当然,还有基本的小型风轮,包括新的传感器等。
第三个方面是专用微系统技术的研发。重点领域包括姿态控制系统传感器、射频MEMS通信、包括微纳机构在内的集成水管等具有微系统技术的产品正在市场上上市。新的传感器,比如推进产品、包括光学有效载荷在内的这种姿态控制,也是小小型化的,就像照相机一样,比硬币大一点。
第四,综合技术创新。这主要是综合规模标准,典型的代表是立方体卫星。同时,硬件设计的软件化、软件定义的产品、硬件集实现了多种功能。像NASA手机卫星一样,采用光纤太阳传感器等。
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