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发信人: ShenZhouV (记忆从头再来), 信区: Aero
标 题: 话说中国小卫星的发展
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年01月24日22:42:00 星期六), 站内信件
话说中国小卫星的发展(1)
2001-08-15 10:09:31
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30~6
0%,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
。
话说中国小卫星的发展(2)
2001-08-15 10:09:31
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200
0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。
话说中国小卫星的发展(3)
2001-08-15 10:09:31
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。
中国小卫星:有了公司
为启动市场机制,促使社会多元资本进入空间技术领域,推动小卫星产业化发展,中
国航天科技集团公司和中国空间技术研究院共同出资组建了航天东方红卫星有限公司,主
要从事小卫星的开发研制、卫星应用工程系统的设计和产品开发研制。
公司主要股东中国空间技术研究院建院30多年来,研制发射成功通信、返回式、气象
、资源、导航定位、科学试验等各类卫星48颗和2艘飞船,已初步形成了通信卫星、返回式
卫星、遥感卫星和小卫星等四种卫星系列平台,以雄厚的技术实力和人才资源优势,以及
设施一流的空间飞行器总体设计、分系统研制生产、总装测试、环境试验、地面设备及其
应用、服务保障系统等配套完整的研制生产体系,成为中国空间飞行器的重要研制基地。
航天东方红卫星有限公司将充分发挥上述优势,引入商业化机制,推动我国小卫星研
制及其应用的市场化,产业化,对我国航天产业发展起到示范和推动作用。
为集中人力、物力、财力,组成一支“国家队”,加速小卫星及其应用技术的发展,
经国务院批准组建小卫星及其应用国家工程研究中心,该中心隶属于航天东方红卫星有限
公司,主要建设内容包括小卫星集同设计中心,总装、测试和试验中心,地面应用系统的
研发生产基地等。包括小卫星的开发、研制、生产,卫星应用产品的研制、生产和系统集
成,小卫星及应用产品的相关技术支持等。将在卫星系列化、集成化和平台化基础上,采
用市场化运行机制,形成年产6~8颗卫星及配套应用系统的能力。
长期以来,我国空间技术的发展完全依靠政府投资、政府订货、实验室单件研制的计
划经济发展模式,航天东方红卫星有限公司的成立,是中国航天在市场经济条件下,改变
完全依靠政府行为发展航天技术,引入市场机制、吸纳社会资金、依靠各种力量进行小卫
星及其应用技术开发,实现中国空间技术与国际接轨的新探索,是适应中国加入世贸组织
,使中国空间技术的发展能应对各种复杂情况,积极参与国际竞争的新举措。在未来的发
展中,公司将通过资源重组和优化配置,努力建成国内一流、国际著名的大型股份有限公
司,在小卫星及其应用领域,以丰厚的成果报效社会和人类。
话说中国小卫星的发展(4)
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什么是现代小卫星
国际航天界一般将发射重量在1000公斤以下的卫星称为小卫星。
70年代以前,特别是航天器发射初期的小卫星,由于其有效载荷功能较弱,大都为传
统简单小卫星,其主要作用是为研制新型航天器进行技术演示,而80年代以来发展起来的
小卫星,其功能密度比一般占70%左右。由于功能密度高,技术性能强,被誉为现代高性
能小卫星,今天人们所说的小卫星即指此类卫星。它具有许多大卫星所无法比拟的优点。
发射方式灵活。小卫星体积小,重量轻,既可搭载大卫星一起发射,也可一箭多星发
射或用廉价运载火箭发射。
研制发射成本低。由于采用成熟先进技术,运用科学的管理手段,加之可以搭载发射
和以一箭多星发射,因而小卫星整个研制和发射成本较低。
研制周期短。国外一些航天大国的现代小卫星,从立项研制到发射一般仅需一到两年
,因此将大大降低研制成本。
现代小卫星主要依靠微电子、计算机、微型光学和机械、高精度机械加工、新材料、
新工艺等现代科学技术,进入20世纪80年代以来,随着上述技术的发展,使实现卫星小型
化的目标成为可能。
现代小卫星风靡全球
据有关资料显示,目前世界上已经有十多个国家涉足小卫星研制领域,美国、俄罗斯
、法国、英国、意大利都有了自己的小卫星平台或星座。印度、韩国、瑞典、丹麦、巴西
、西班牙、以色列等许多中小国家也都以研制小卫星为切入点,带动航天技术的发展。我
国的台湾也发射了自己的对地观测小卫星。
现代小卫星技术的发展使一度降温了的行星探测又火了起来。1998年1月6日,美国宇
航局发射了它在阿波罗计划结束后的第一个月球探测器———“月球勘探者”,其重返月
球的计划由此拉开序幕。重296千克的月球探测者仅耗资6300万美元,却携带了5种探测仪
器。在环绕月球运行过程中,对月球表面和内部进行全面勘测,发现月球可能存在大量的
水冰是巨大收获。
具有典型现代小卫星特征的“克莱门汀”月球探测器,重量仅有233千克,研制周期22
个月,研制发射费用仅8000万美元。与其它具有类似功能的探测器相比,重量和体积大大
减小,研制周期大大缩短,成本大幅下降,而探测技术却相当先进,取得了大量探测成果
。
现代小卫星对于进行局部突发战争的军事侦察具有得天独厚优势,已成为航天大国实
现军事航天战略的一条最实际的策略。同时,随着现代科学技术的发展,小型战术成像卫
星的地面分辨率已达到一米以内,覆盖几百公里的宽度,相当于过去的大侦察卫星,而重
量却只有200~300千克,寿命可达5年。一些国家把退役火箭改装用来发射小卫星,从而把
小卫星的发射费用降低到每千克一万美元以下。
近几年来风起云涌的移动双向个人通信市场,推动着小卫星市场的飞速发展。由小卫
星星座构成的通信卫星网不仅可实现全球直接通信,使大哥大成为名副其实的全球通,而
且具有手持机发射功率低,延迟小,没有死角等优点,市场应用前景十分广阔。
此外,用小卫星进行技术演示和科学试验具有经济实用等优点。1992年美国发射的小
型探险者-1卫星,虽然重量只有156千克,但它载有4台宇宙射线监测仪,经过探测和对结
果的分析,发现了地球外层存在一条新辐射带。这一重大发现,可以和1958年美国第一颗
卫星发现地球辐射带相媲美。美国于1976年6~7月间发射的“海盗”1号和“海盗”2号火
星探测器虽然也取得了成功,但耗资30多亿美元(1997年价格)。而1997年美国“火星探
路者”号探测器只用了2.5亿美元。“火星探路者”尽管重量轻,但所携带的仪器却相当
先进,收到的成果相当丰富。利用小卫星进行地球观测、空间探测等,是科学研究和社会
经济建设获得大量极有价值信息的廉价手段。
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