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纳米卫星

发布时间:2011/9/25  发布者:  浏览次数:2264

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纳米卫星采用MRMS(微型机电一体化系统)中的多重集成技术,利用大规模集成电路的设计思想和制造工艺,不仅把机械部件像电子电路一样集成起来,而且把传感器、执行器、微处理器以及其它电学和光学系统都集成于一个极小的几何空间内,形成机电一体化的、具有特定功能的卫星部件或分系统。
由来
纳米卫星在航天发展史上,由于受运载能力及技术水平的限制,早期研制的卫星都采用小卫星方案,其重量只有几十公斤。70年代末,由于大推力运载火箭的研制成功和设计与制造能力的提高,大型多功能卫星开始出现,卫星体积不断增大,功能也越来越复杂。随之而来的是成本不断攀升,风险逐渐增加。如一枚大力神/半人马座运载火箭连同所发射的侦察卫星价值可达10.5亿美元以上, 一旦发射失败就会造成严重的损失。为此,航天界又将目光重新投向了小卫星。
高级研究项目
1984年,美国国防高级研究项目局实施了全球低轨道信息中继(GLOMR)计划,在一年之内,以不到100万美元的投入制造了一颗数字式存储转发型中继卫星。这颗星重67.5公斤,直径0.4米,自旋稳定,由美防御系统公司制造,1985年10月由航天飞机上的专用分离罐成功地弹射出去,1986年脱离轨道前完成了所赋予的任务。卫星以1.2千比特/秒的速率进行数据传输,发射机最大功率为10瓦,用于接收并传输设置在极地冰帽下的水下监视器采集的数据。它的研制和使用标志着小卫星重新获得了航天界的重视。
此后,国防高级研究项目局、美国航宇局、美海军以及一些大学和公司相继研制了一系列小卫星,如多路通信卫星(MACSAT,美国)、萨里大学星(UOSAT,英国)系列卫星、韩国电信局星(KETSAT)系列卫星、通信、记录与观测多功能自主试验卫星(MAESTRO,美国)、韦伯星(美)、信息包星(PACSAT,美)和卢萨特(LUSAT,阿根廷)等等,掀起了一股研制应用小卫星的热潮。
应用前景
从军事的角度来看,微型卫星作为武器的可爱之处是,敌人可能根本不知道它们就潜伏在本国卫星的身旁,一旦有需要,它就可以根据地面指令对目标卫星发动伏击。 由于重量很轻,微型卫星可以搭乘民用太空发射任务的便车悄悄进入太空。将来,重量和体积都将更小的卫星——重量只有10公斤的“纳米卫星”——也可承担类似的接近和贴靠任务,这些卫星将在距离地球3.2万公里以上的同步轨道上运行,在同一轨道上,还有许多商业和民用卫星在运行,地面上的人想发现纳米卫星的威胁将非常困难,这种情况使纳米卫星如同具有了隐身术,更适合打伏击战。研究小型卫星技术的国家不只美国,被美国视为优势的技术也一样能被其他国家所用,而人类不可能从地面甄别科研微型卫星和“太空雷”之间的区别,因此,要展开有效的太空战,发现这种威胁是至关重要的。
美国战略司令部司令卡特赖特曾在参议院武装部队委员会听证会上称,航天器小型化发展趋势,可能会对美国轨道情报侦察行动构成威胁,美国在20世纪下半期研制的装备无法搜索或跟踪今日更新、更小型的目标,包括微型卫星,这些小型目标和新型微型卫星在轨道上的出现将威胁到美国载人航天飞行计划,使敌方突然攻击美国卫星成为可能,限制了美国的太空设备防护能力。
正因为如此,美国空军计划最早在2008年发射一颗名叫“探路者”的卫星。跟其他间谍卫星一样,“探路者”基本上是一台功能强大的高倍望远镜。但是,普通的间谍卫星主要用来扫描地面的物体,而“探路者”则只用来追踪太空中的其他物体,以此识别对美国航天器构成危险的太空垃圾或他国卫星。最终,由一批间谍卫星组成的天基空间侦察系统将同“探路者”一起收集情报。

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