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中国小卫星的发展及应用(一)

中国小卫星的发展及应用(一)

        徐福祥 马世俊 中国小卫星:九个兄弟 与其他航天国家一样,中国的空间技术也是从小卫星开始起步的。迄今为止,中国卫星的摇篮———中国空间技术研究院,已代表我国成功研制发射了9颗小卫星,成为国内小卫星研制的领军单位。这些小卫星为空间科学与技术实验、遥感探测及其应用领域的拓展,提供了有利条件: 中国于1970年4月24日成功发射的第一颗卫星“东方红一号”,重量为173千克,是中国第一颗简单小卫星。 一年后,1971年3月又发射了第二颗简单小卫星“实践一号”,重量为221千克,这颗小卫星在太空中成功运行了8年,取得了大量的科学研究数据。 由于新技术发展和空间物理探测的需要,中国又在1981年7月用一枚火箭同时发射成功了三颗小卫星。 1990年我国发射“风云一号”气象卫星的同时,又搭载发射了两颗小卫星。 1994年2月,我国运用成熟技术,以较快速度研制发射了“实践四号”小卫星,这颗重396千克的卫星,由“长征三号”火箭搭载发射,卫星在轨道上进行了空间幅照环境探测与研究,并进行了砷化镓太阳电池和镍氢电池等试验,取得了令人鼓舞的成果。 1996年,中国空间技术研究院运用现代管理方法,仅用了不到两年时间,就完成了“实践五号”现代小卫星工程研制。卫星于1999年5月10日在太原卫星发射中心搭载发射升空。按用户要求,卫星在轨运行3个月,完成了在微重力条件下两层流科学试验。卫星在两种重力环境下,进行了8天试验,共获得12000多幅图像,图像清晰,数据完整。 我国科学家第一次通过“实践五号”的科学试验,实现了空间遥控操作,共进行了30多种不同条件下的科学试验,获得了国际微重力流体力学领域的重大成果; 进行了S波段数传发射机和大容量固态存储器试验,数据与传输图像达到满意效果,大容量存贮器工作正常,新技术验证试验获得全面成功,为我国航天器采用此新技术积累了宝贵经验; 卫星记录了大部分单粒子事件发生在南大西洋异常区,印证了外国同类试验的观察结果,采用工业级器件,进行了单粒子效应及其对策试验,取得了可喜成果。其硬件软件对策有效。为航天器抗辐照加固设计提供重要数据,还为小卫星元器件等级选择,降低成本进行了有益探索。同时,空间环境测量取得了满意效果。专家认为,“实践五号”小卫星设计合理,技术先进,平台适应性很好,达到国际90年代先进水平。 经过多年努力,中国空间技术研究院已突破了多功能结构、集成化星务管理等四项关键技术,自主研制开发了第一代用于中低轨道任务的高性能小卫星公用平台CAST968。平台采用基于网络的集成化电子系统,统一调度管理星上任务和资源,有效载荷占重比达30~60%,其电池翼可驱动和扩展,采用对地、对日、对其它天体三轴稳定,对地、对日、对其它天体自旋稳定。控制方式是偏置动量轮+磁控,反作用轮+磁控,具有变轨和轨道维持能力,适用于单星发射、双星发射、多星发射和搭载发射,具有完整的在轨技术支持和技术服务,具备批生产能力。支持三轴稳定和自旋稳定等多种姿态控制方式。采用与国际接轨的USB测控体制。电源系统采用太阳电池与蓄电池联合供电方式,平台供电能力可以根据任务需求灵活裁剪。平台采用被动为主、主动为辅的热控措施。这一平台的建立及该院卫星研制的成熟设备,不仅将保证卫星的可靠性和灵活性,还可确保研制周期在24个月以内。 中国小卫星:列入“十五” 大量事实证明,现代小卫星走俏国际空间技术市场,必将成为21世纪卫星产业发展的大趋势。 据业内人士预测,1985年~1989年期间,全世界每年大约发射20~30颗小卫星,而2000年后,保守的估计每年也将发射70~80颗,约占整个卫星发射数量的一半以上,其营业额为36亿美元。而随着大量高新技术的应用、先进管理方法的使用和崭新设计概念的出现,必然会促使小卫星研制技术和卫星应用的不断进步,由此将引起卫星研制和应用领域的一场革命,一批功能更强,体积更小,价钱更低,在技术上和经济上可以与大卫星一争高低的小卫星会不断出现。 我国政府十分重视小卫星及其应用的发展。在国家“十五”计划中,将发展小卫星及其应用列入我国高技术领域未来重点发展的20个专项之一。在“863”计划中还成立了专家组,开展小卫星研究。 中国小卫星:明年探海 在“实践五号”平台基础上,根据用户需要进行修改和升级研制开发的我国首颗海洋探测卫星“海洋一号”小卫星,研制工作已经完成。该卫星是为国家海洋局研制的,是采用CAST968平台技术研制的第二颗现代小卫星。卫星装载一台分辨率为1100米的十波段海洋水色扫描仪,和一台分辨率为250米的四波段CCD相机。 “海洋一号”卫星主要用于对海洋水色要素探测、环境调查、资源探测、港口泥沙分布规律观测、水温水质观测等,具有变轨和轨道维持能力,姿态控制更为精确,输出功率更大,自主定轨能力有所提高,卫星预计2002年上半年发射。 中国小卫星:成双成对 目前,中国空间技术研究院地球双星探测计划已经启动,该计划是利用两颗轨道相互交叉的小卫星,携带18台探测器,对地球进行大尺度的磁层空间同步探测,卫星将于2003年发射升空。航天东方红卫星有限公司是该计划的主要实施者。 中国小卫星:前景辉煌 航天东方红卫星有限公司主持论证的灾害和环境预报与监测小卫星星座系统,已经得到用户支持。该星座近期将主要由两颗光学星和一颗合成孔径雷达星组成。光学星配置宽覆盖多光谱可见光相机2台,红外相机1台。远期将由八颗卫星组成,主要由四颗光学星和四颗合成孔径雷达星组成。 该星座的建立将利用卫星遥感技术,迅速、准确地获取环境和灾害信息,及时、全面掌握自然灾害和环境污染的发生、发展和演变过程,为防灾、抗灾、救灾,遏制环境污染和生态破坏,保护我们赖以生存的环境提供科学决策依据,提高综合减灾和环境保护能力,保障国民经济和社会持续稳定发展。 其它如导航定位、移动通信、对地观测成像等小卫星星座也正在进行论证。 小卫星技术和应用在发展中国家具有辉煌前景。航天东方红卫星有限公司已与亚太地区相关国家,就研制小卫星进行了多次愉快的协商和讨论,具有三轴稳定的亚太多任务小卫星将进入工程阶段,该卫星将以我国“海洋一号”卫星平台为基础,并采用各国先进技术经验,以满足不同用户的需求。 (待续)中国小卫星的发展及应用(二)

本文编辑:郭多娴