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发信人: dxmxqe (婴儿), 信区: Aero
标  题: 小卫星进入空间 成本正在降低 
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Apr 16 15:11:22 2004), 站内信件

http://www.china-spacenews.com 特别推荐  2004年4月14日
 
　　种种迹象表明，小卫星市场正在复苏。在我国即将发射两颗小卫星的前夕，本报特邀
请航天东方红卫星有限公司的张晓敏博士对国外的小卫星研制近况做专业性分析。

小卫星有人捧场了

　　人们经常将小卫星与个人电脑作对比。相对大卫星而言，小卫星的特点是质量轻（质
量低于900千克）、价格低、可以大量应用。而按照欧洲的小卫星先锋马丁·斯韦汀——萨
瑞卫星技术有限公司首席执行官的定义，小卫星质量只有大卫星的一半、成本在1500万美
元～2000万美元之间。

　　斯韦汀和他的同事在1985年由萨瑞大学的工程系建立起萨瑞卫星技术有限公司。从那
时起，他们大约每年发射一颗卫星，并试图在英国推动小卫星成为一项新型的高技术工业
。该公司采取的窍门是将电子消费者市场发展的技术应用到小卫星，从而避免高昂的研发
成本和器件费用。该公司研制的小卫星群——灾害监视星座于2003年9月从普列谢茨克发射
，包括尼日尼亚、土耳其、英国和中国的4颗小卫星，可提供中等分辨率多谱段成像，用于
测绘、土地使用规划、农作物与灾害监测。该星座为发展中国家提供了一次机会，即以非
常低的成本使用空间。这有可能成为商业小卫星运行的标志。

　　光谱宇航公司在美国走了一条类似的道路。“我们对制造小卫星很感兴趣，”光谱公
司的总裁戴维·托普逊说，“但前提是必须制造经济性好的敏感器。”

　　光谱公司最著名的小卫星是为美国空军制造的质量为88千克的强力卫星。2000年6月1
9日由轨道科学的半人半牛火箭发射，13天后开始其10项试验。37千克的有效载荷包括一个
傅立叶变换超光谱成像仪，对地观测中用于穿透伪装和区分光谱细节。光谱宇航公司还制
造了3颗微型敏感器技术集成卫星，美国空军和导弹防御局上个世纪90年代中期用它进行飞
行试验，测试敏感器和获取运行环境数据。该公司为美国宇航局制造的深空一号试验台在
轨验证了氙粒子推进、自主导航和先进的太阳能源系统，收集了小行星和彗星的近距离图
像和光谱学资料，验证了小卫星在科学中的价值。

　　欧空局也已经将一些先进科学使命转向小卫星。第一个项目“智慧一号”正在飞往月
球的路途中，试验氙粒子推进技术。2001年10月22日发射的星上自主探测器正在使用小卫
星进行硬件和软件技术飞行测试，包括在轨自主运行。该卫星质量为94千克，边长不到1米
，已经传回了地球高分辨率图像，进行辐射研究，同时为第二颗卫星的计划铺平了道路，
包括微型化技术和推进技术。在未来的外行星探测使命中，欧空局还将试验小卫星编队飞
行技术。

小运载如雨后春笋

　　如果发展中的、满足美国军方要求的新型低成本运载火箭解决了小卫星应用的最大障
碍——进入空间的价格，那么在未来5年，小卫星将处于复兴的边缘。

　　发射成本高一直在限制小卫星的应用。2000年,美国曾在国家科学院地球观测应用小卫
星研究中建议：为节约经费，将大卫星的敏感器分散到简单而廉价的小卫星。按这种方式
将敏感器送入轨道，虽然卫星功能的成本在下降，但因为要制造和发射更多的卫星，在发
射成本还没有真正发生变化的情况下，结果整个项目成本变得更高。

　　美国大学和科学机构一向青睐小卫星，在没有足够廉价的运载工具支持下，据统计，
1990年以来，富有创造性的综合性大学和小型宇航公司（主要发展小卫星）仍然研制了17
0多颗质量低于300千克的小卫星。在这种需求牵引下，情况出现了好转。

　　最有力的推动来自美国军方。国际形势正在发生变化，美国面对的不再是冷战时的一
个强大的敌人，而是种种不确定的、分散在全球的反对者及其联盟。这种混乱的局面使得
美国在进行军事航天的变革时，将目光投向拥有“设计考究的有效载荷”的小卫星和“反
应灵活的运载工具”。

　　美国国防先进研究项目局和空军已经有步骤地设立了一些基金。SpaceDev公司则被美
国空军研究实验室授予了一个小企业创新研究合同，以设计和开始研制低成本的疾驰者小
型运载火箭，最多可将重454千克的载荷送入低地球轨道。同时在资助轨道科学公司对现有
的小型火箭进行改进，轨道科学公司拥有成熟的、商业化运作非常成功的飞马座火箭，同
时也在积极改进金牛座火箭和半人半牛火箭。

　　在“9·11”后，美国国防部推出了一项专门设计无人空中飞行器Tacsat的小卫星计划
，该计划最近已经购买了民营SpaceX公司的猎鹰火箭，该火箭专门为小卫星发射服务市场
而开发。猎鹰火箭是两级液体燃料火箭，它能将轻型货物送入太空。与飞马座火箭相似，
从L－1011飞机下释放，然后发射。猎鹰火箭的价格初定为600万美元，而飞马座火箭为20
00万美元。相对便宜的价格将创造一个发射小卫星的新市场。

　　对萨瑞公司来说，他们对低成本运载的渴求也已经得到满足。在统一欧洲的框架下，
通过使用俄罗斯用洲际弹道导弹改造的呼啸号火箭，萨瑞公司获得了将小卫星送入轨道的
最低价格。俄罗斯的这些运载火箭已经可以批量生产，他们拥有好的工业流程，没有华而
不实的东西。最重要的是，它们比西方的运载工具便宜。

小而精的技术出现了

　　随着技术的进步，小卫星的发展方向一方面朝着小型化的方向发展，比如，基于微电
机技术的小卫星，尺寸将可以做成信用卡大小，根据不同的任务，大量的小卫星可以组成
“蜂群” 来集团作战或成为一支“蚂蚁军队"。

　　但信用卡般的小卫星同样有一些问题。首先，“蜂群”释放后有可能成为空间碎片；
其次，这些小卫星随机地相互环绕飞行，对你并非有利。即使“蚂蚁军队”能像蚂蚁一样
工作，除了它们之间的相互通信外，我们还需要知道它们的位置，它们也必须在正确的时
间进行呼叫，等等。

　　另一方面，在大小不变的情况下，通过功能的改进完成升级换代，小卫星的发展将会
像个人电脑的发展。个人电脑的尺寸虽然一样，但速度、内存和性能在年复一年地增长。
个人电脑的尺寸没有变化，但功能和性能有很大的差别，如果回到5年前，或者使用已经购
买了5年的个人电脑运行PowerPoint，这种差异将相当明显。因此我认为，虽然我们看到不
同应用的小卫星有着同样的尺寸，但提供的能力却在持续增强，直到物理定律的极限。


　　无论从那方面看，小卫星的发展都将建立在先进技术的发展方向上。正是基于这点，
由于在“快、好、省”政策下研制的一系列航天器失败，美国宇航局撤消了许多探索性的
计划，但一些采用新技术的小卫星项目却幸存下来， 如重40千克的CHIPSat卫星于2003年
1月发射，近乎完美地运行了9个月。它由一台链接在互联网上的笔记本电脑控制；如果出
现问题，也是通过互联网解决。

　　如果你选择单颗成本低廉的小卫星，你就能获得成本甚至低于一颗传统大卫星的完整
星座。此外，你还将获得另外一些好处：重访、机动性、使星座适应更多具体要求，例如
观测沙漠或城市污染等。在需求的牵引下，在技术的推动下，短期内，或者下一个5年之内
，我们将看到小卫星大开发的情形。
（张晓敏）
 
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