讓世界驚艷的小衛(wèi)星

肖溪樹

人造衛(wèi)星發(fā)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(wèi)星60多年的非凡歷程。如今，龐大的“衛(wèi)星家族”中，有一類小巧玲瓏的衛(wèi)星系列正異軍突起，并有望成為未來國際航天發(fā)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(xiàn)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(xiàn)一些無奈：“您呼叫的用戶不在服務(wù)區(qū)！”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(fù)雜，地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋還存有“盲區(qū)”。而要消滅信號“盲區(qū)”，單靠地面基站來解決存在一定的局限性，如在沙漠地區(qū)、偏遠(yuǎn)山區(qū)以及原始森林等區(qū)域建設(shè)地面基站十分困難。

我們實際的“鴻雁全球衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)”以星間鏈路實現(xiàn)衛(wèi)星空間組網(wǎng)，力求在天基上建立網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，從而解決通信的死角問題?！傍櫻恪笔且粋€全球低軌衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)，基網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(lián)。

該系統(tǒng)由54顆核心骨干衛(wèi)星組成，同時用270顆小衛(wèi)星進行補網(wǎng)，從而形成一個由324顆衛(wèi)星組成的星座。該系統(tǒng)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(nèi)發(fā)射升空。整個系統(tǒng)主體預(yù)計在2023年建成，屆時可為用戶提供全球無縫覆蓋的數(shù)據(jù)通信和綜合信息服務(wù)。有了該系統(tǒng)，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(wèi)星應(yīng)用的角度來講，該系統(tǒng)支持用戶從地面網(wǎng)絡(luò)切換到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，且不會改變用戶的體驗。同時，可實現(xiàn)全天候、全時段以及在復(fù)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(wèi)星的個頭（質(zhì)量）大小，通常將小于1000千克的衛(wèi)得稱為廣義的小衛(wèi)星，具體又可細(xì)分為小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星、顯微衛(wèi)星和納米衛(wèi)星，如將500～1000千克的衛(wèi)星稱為小衛(wèi)星，100～500千克的衛(wèi)星稱為微小衛(wèi)星，10～100千克的稱為顯微衛(wèi)星，小于10千克的稱為納米衛(wèi)星。

相對于大型衛(wèi)星，小衛(wèi)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(xiàn)設(shè)計、制造、發(fā)射、在軌運行的全過程。

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

“虹云”讓W(xué)i-Fi全覆蓋

說到Wi-Fi，同學(xué)們不會感到陌生吧！作為一種無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，Wi-Fi可為智能手機、平板電腦和筆記本電腦提供無線上網(wǎng)服務(wù)。

然而，由于受到地理環(huán)境等因素的影響，目前世界上仍有一半的人口不能享受網(wǎng)絡(luò)生活。在太空建立互聯(lián)網(wǎng)，不僅可以彌補地面互聯(lián)網(wǎng)的局限性，而且有望實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)運而生的。

“虹云工挰”是一種基于小衛(wèi)星的低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)。在全球范圍內(nèi)，太空互聯(lián)網(wǎng)也是一個競相開發(fā)的領(lǐng)域。我國的“虹云工程”把小衛(wèi)星、低軌、寬帶有機組合在一起，這是中國天基互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想的一大亮點。

“虹云工程”計劃射156顆小衛(wèi)星，運行在1000千米的低軌道上，從而構(gòu)建一個星載寬帶全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。“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(qū)、無人駕駛行業(yè)以及一些偏區(qū)等。

根據(jù)計劃，第一顆技術(shù)驗證星在2018年年內(nèi)發(fā)射。預(yù)計到2022年，“虹云工程”將完成156顆小衛(wèi)星星座的部署，屆時將為人們提供“星鏈”Wi-Fi服務(wù) 。

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(zhì)的網(wǎng)絡(luò)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(wèi)星到“墨子”號小衛(wèi)星，從新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星首發(fā)星到會跳“華爾茲”的碳衛(wèi)星……中國打造的—批小衛(wèi)星“天眼”，足以驚艷全世界！

在“神舟七號”飛船上放飛的小衛(wèi)星，質(zhì)量雖然只有40千克，但對航天器的空中定位、變軌、調(diào)姿、對接等意義重大?！疤鞂m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(xué)探測及狀態(tài)監(jiān)控。

“悟空”號作為我國第一顆空間天文衛(wèi)星，同時也是世界首顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)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(jīng)”裝上了不一般的“火眼金晴”。

“墨子”號作為世界首顆量子科學(xué)驗衛(wèi)星，擔(dān)負(fù)有不同尋常的科學(xué)使命?！白印碧柕馁|(zhì)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(fā)射的新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星首發(fā)星，從原來的幾噸重量“瘦身”到850千克。但首發(fā)星突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，大幅度提高了整星的系統(tǒng)集成度，標(biāo)志著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從區(qū)域走向了全球。

“碳衛(wèi)星”作為我國首顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星，質(zhì)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(wèi)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(zhǔn)而不斷變換“姿態(tài)”罷了。

科學(xué)家為了賦予“碳衛(wèi)星”超凡的“視力”，為其設(shè)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(fù)雜的姿態(tài)指向控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)不同模式間的自動切換，這樣看上去就好像衛(wèi)星在跳“太空華爾茲”—樣。