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纳米卫星遨游太空

材料写作网    时间: 2020-07-02 04:30:48     阅读:

现代科学技术让那些曾经笨重的机器变得越来越轻巧,卫星的研制工作也是如此。随着纳米技术的兴起,通信卫星变得越来越小巧玲珑。科学家预测,纳米卫星将引发一场新的空间技术的革命。

纳米卫星的由来

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。上世纪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。

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。这颗卫星重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。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,美国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、萨里大学星系列卫星、韦伯星、信息包星等等,掀起了一股研制应用小卫星的热潮。

由于技术,特别是微电子技术的进步,新一代的小卫星采用了许多小型高性能电子部件,使得它们具有一些大型卫星才有的功能。

一般来说,小卫星重约10~500公斤,微型卫星的重量比小卫星低了一个数量级,重约0.1~10公斤。但无论是小卫星还是微型卫星,其设计思想均未脱离传统卫星设计的巢臼””一体式结构,即自身具有某种完整的实用功能,而在现有的技术条件下,一体式结构的卫星重量很难进一步减轻。若要使微型卫星进一步减轻重量,需要从设计思想上来一个根本性的变革,用一种前所未有的方法来设计卫星,采用分散的星座式结构。基于这种思想,美国宇航公司于1993年在一份研究报告中首次提出了纳米卫星的概念。

纳米卫星究竟有多大

纳米卫星是以近年来发展起来的微型机电一体化系统技术和由数个MEMS(简称微机械)组成的专用集成微型仪器为基础的一种全新概念的卫星,重量可降到0.1公斤以下。

借助于MEMS技术和ASIM(专用集成微型仪器)技术,常规卫星上的很多部件,如气相层析仪、环形激光光纤...

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