大数据，小卫星

童子军

对，我们就是来

打群架的

先来看一组数据，2013年，全球共成功发射208个航天器，大幅度超过了1990年173个的历史最高纪录，成为航天器发射数量最多的一年。并不是人类的航天事业又一次竞赛了，而是这些数量中发射质量低于500千克的小卫星占全部航天器数量的63%，特别是质量小于10千克的航天器数量达到92个，占全部航天器数量的44%，同比增长了2.5倍。近半数、重量小于10千克，似乎表明航天发展正孕育着一场重大变革。

小卫星研制周期短，通常不超过两年，并使卫星的制造过程从“作坊式”过渡到“流水线式”，而大卫星要7至8年。这也就是为什么“Outernet”的时间表上，2014年6月开始研制原型卫星，15年6月即可批量发射。

对，批量发射是小卫星的又一大特点——发射方式灵活，既能由小运载火箭单独发射，也可以“搭车”方式随同别的卫星一起发射，还能用一枚火箭发射多颗小卫星，甚至可以运到空间站上用机械臂释放到太空。“一箭多星”发射已成为目前小卫星发射主流方式。2013年11月，美国和俄罗斯相继完成“一箭二十九星”和“一箭三十二星”发射。2014年1月，美国又创造了“一箭三十四星”的纪录。

也正因为批量生产、批量发射，我们知道量上去了，成本就下来了。对于小卫星来说，单颗卫星成本低，发射费用也较低，发展中国家也能研制，甚至一些公司、机构也可以此为突破，进军看似高大上的航天领域。小卫星群代替单颗大型卫星可“以十当一”，互为备份，整个系统能“带伤坚持战斗”，生存能力极强。且易于在不同的轨道上组成卫星星座，从而实现单颗卫星无法实现的功能。

多小算小

以卫星的重量进行广义划分，一般把卫星重量在1 000千克以下的卫星都称为小卫星。它又可细分了6个等级：重量为500～1000千克的卫星为小型卫星；重量为100～500千克的称为微小卫星；重量为10～100千克的卫星为微型卫星；重量为1～10千克的卫星为纳型卫星；重量为0.1～1千克的卫星为皮型卫星；重量小于0.1千克的卫星为飞型卫星。简单归纳，您就记住由大到小的顺序为：小微纳皮飞。

除了按体重分，人们又深层次引入“功能密度”的概念，指卫星每千克重量所能提供的功能。例如，每千克太阳能电池提供100瓦功率就比每千克提供20瓦功率的太阳能电池提高了4倍功能密度。所以，也可按照功能密度把小卫星分为简单小卫星和现代小卫星两种。

事实上小卫星并不是近段时间的新兴产物，早在上世纪航天大发展时，就出现了诸多以验证、实验为目的的小卫星。现在一般把20世纪70年代以前发射的小卫星叫传统（简单）小卫星，20世纪80年代以后发射的小卫星称现代（高性能）小卫星。

把大卫星的功能“分散”到许多小卫星上，改变当前高度集成、以大型卫星系统为主的发展模式，将成为空间系统未来发展的方向。将原有系统分散成若干功能更单一、规模更小、成本更低的小卫星系统，可提升空间系统的“弹性”，以及其抗毁能力和经济可承受性，增加技术更新的机会。

立方体卫星

立方体卫星，并不是“Outernet”项目首次提出的。早在1999年，美国斯坦福大学汤姆肯尼教授即对皮型卫星提出了新的概念，称重量为1千克，体积约为10厘米×10厘米×10厘米的皮星为正立方体卫星（也叫1U）。由若干颗立方体卫星（若干个U）可以组成立方体纳型卫星（简称纳星）。也正是从此，微纳卫星的研究才得以快速推进。有理论研究表明50～100颗立方体纳星（每颗重8千克），能实现全球覆盖，可以同时获得高空间分辨率（2～3米）和高时间分辨率（重访时间为15～45分钟），其经济成本仅1亿多美元，相当于目前一颗大型地对观测卫星的价钱，而一颗大卫星是无法完成上述高难度动作的。

立方体卫星和立方体纳星是现代小卫星的一个新创举。易于快速实现标准化、模块化，易于技术更新，研制周期短，经济成本低的特点，使得世界上有多家研究机构与企业正在专门研制、生产和供应标准化、模块化的立方体卫星和立方体纳星。

2013年，厄瓜多尔和秘鲁自主研制的立方体纳卫星通过搭载发射，实现了本国首颗卫星的突破。立方体卫星最适合解决有无问题，让航天不但可以是国家行为，也可以是企业行为，而且是有可能快速成功的企业行为。这从根本上规避了我们常常叫嚣的航天投入周期长、需要大量技术积累及资金投入的高大门槛，变成了一个并非要集国家力量才能完成的，而且集合冒险、刺激等成功企业家愿意挑战元素的，可以试着玩一玩的事儿。

手机克塞号，一级准备

掂量掂量我们身边哪些东西是小于1千克，且高度集成了现代科技的？手机！手机卫星，已经有人在做了。当然并不简单是买一堆苹果扔上太空，那里环境是很恶劣滴，即使是诺基亚也扛不住哦，还是需要成熟的卫星平台来保护的。所谓手机卫星就是以立方体卫星为卫星平台，以智能手机为有效载荷的新型卫星。

2013年2月，英国萨瑞卫星公司研制的全球的第一个智能手机卫星——萨瑞“培训研究和纳卫星演示”1号升空。它是一个3U立方体卫星，4.27千克，采用手机对卫星进行控制，除了太阳电池板和推进系统外，该卫星还具有传统卫星的所有部件和功能，也是全球第一个采用3D打印零件进入太空的航天器。

2013年4月，美国航空航天局的3颗智能手机卫星（2个PhoneSat1.0和1个PhoneSat2.0）升空。它们均为1U立方体卫星，操作系统为谷歌的安卓系统，将智能手机芯片组作为星载计算机，500万像素手机摄像头用于拍摄地球影像。由于采用了消费级智能手机作为主要载荷，PhoneSat1.0成本仅3 500美元，PhoneSat 2.0成本仅8 000美元。飞行期间，这3颗手机卫星圆满完成将卫星的电池、温度等自身数据传回地面；用手机拍摄了地球图片并传回地面；与“铱星”星座进行数据通信试验这三项标志性任务。

据说，今年两会百度CEO李彦宏的提案为鼓励民营企业进入火箭、卫星发射等航天领域。各位企业家，可以尝试从小卫星入手哦。

责任编辑：武瑾媛endprint