浅谈立方体卫星技术的应用

艾乐天

【摘 要】我国的经济社会不断发展，科学技术水平不断提升，立方体卫星技术应运而生。立方体卫星技术是现代技术的代表，将这一技术应用在结构控制中，可以取得良好的实用效果。近几年来，我国的空间探测任务增多，立方体卫星得到了广泛应用。本文将具体探讨立方体卫星技术的应用，希望能为相关人士提供一些参考。

【关键词】立方体卫星；现代技术；应用

0 引言

进入新世纪以来，我国的社会主义市场经济持续繁荣，航天事业也进入了快速发展阶段。在航天观测工作开展过程中，卫星担任着重要的工作职能。只有提高卫星的工作效率，才能完成各项观测任务。值得注意的是，传统卫星生产成本较高，和其他航空设备的适配性较差。为了弥补传统卫星的缺陷，立方体卫星出现，并得到了广泛应用。与传统卫星相比，立方体卫星研发周期更短、操作流程更加便捷。为了进一步发挥立方体卫星的实用价值，探讨其技术应用势在必行。

1 立方体卫星概述

1.1 发展

上个世纪末，美国开始研制立方体卫星，形成了基础的立方体单元，并将独立单元扩展为多个单元。经过技术性试验，学者发现立方体卫星具有突出的实用价值，并迅速将该卫星应用在航天工程中。就目前來看，各个国家都构建了立方体卫星研发中心。中国在前年进行了立方体卫星测试，并扩展了立方体卫星的应用范围[1]。

1.2 技术标准

在应用立方体卫星之前，必须明确立方体卫星的技术标准。立方体卫星平台包括控制板块、电源板块、通信板块等等，在结构设计时，必须确定立方体卫星的尺寸。以一单元立方体卫星为例，独立单元的立方体卫星尺寸要小于113.5毫米，最大误差值不能超过0.1毫米。在尺寸确定完毕后，必须对电源进行检查。立方体卫星需要安装两个开关，在运作之前需切断电源，在运作之后需闭合开关。立方体卫星在正式进入轨道之后，可以接收外部信号。此时应该展开天线和电池阵，收集电磁信号，保证电力供应。

2 立方体卫星系统概述

2.1 内部控制系统

首先，内部控制系统是立方体卫星系统的重要组成部分。在制作立方体卫星之前，需要合理选择卫星材料。材料质量直接关系着立方体卫星的综合性能，材料质量越好，立方体卫星性能越强。一般来说，立方体卫星经常使用碳纤维材料。碳纤维的可塑性强，而且导热速度快，可以抵抗外界压力，避免卫星内部结构受到破坏。立方体卫星内部控制系统是由两个部分组成的：第一个主动控制系统，第二个是被动控制系统。被动热控在立方体卫星中的应用最为普遍，在组建被动热控系统时，需要采用电热器、热开关等。

2.2 管理系统

其次，管理系统是立方体卫星系统的重要组成部分。立方体卫星的功能器件比较多，必须应用高效率的处理器，对立方体卫星进行集中管理。随着通信技术水平的不断提升，立方体卫星储存的电子数据越来越多，需要形成通信总线，对海量数据进行储存和分析。

2.3 电源系统

再次，电源系统是立方体卫星系统的重要组成部分。立方体卫星的运转离不开动力支持，为了获得稳定充足的电源能量，必须采用太阳能电池片，形成稳定的电池矩阵。在对能量进行控制时，一方面要追踪立方体卫星的能源传输流，另一方面要对立方体卫星的最大功率点进行追踪[2]。太阳能电池片输送的电力有限，为了提高电能的转换效率，应该采用高级算法，延长电源系统的使用寿命。

3 立方体卫星的技术的应用

3.1 地面信息观测

首先，立方体卫星技术可以被应用在地面信息观测中。在观测地面信息的过程中，可以采用三单元立方体卫星。三单元立方体卫星的图像分辨率较高，地面观测范围相对较大。就目前来看，地面信息观测卫星已经超过了一百颗，这些立方体卫星分布在各个轨道上，还有一些立方体卫星分布在极地区域。立方体卫星每二十四小时传输一次图像信号，控制系统收集图像信号，可以对各个区域进行地理特征分析。

3.2 卫星性能验证

其次，立方体卫星技术可以被应用在卫星性能验证中。随着经济社会的不断发展，现代技术水平不断提升，以立方体卫星为依托，学者们研制了新型卫星对接技术、交汇技术等。当一颗立方体卫星进入轨道后，可以发射第二颗立方体卫星，使后一卫星围绕前一卫星运转。立方体卫星系统安装了传感装置，两颗卫星的位置相对固定。卫星对接技术对航天事业的发展起着关键性作用，一旦技术成熟，可以为航天器提供探测服务。

3.3 外部空间探测

再次，立方体卫星技术可以被应用在外部空间探测中。航天探测的目的就是为了开发人类未知的领域，而立方体卫星可以满足航天探测的需要。目前大多数国家都开展了立方体卫星探测项目，在进行空间探测时，至少要采用五十颗以上的立方体卫星，形成完备的卫星系统。卫星之间的相互距离为三百到五百千米，每颗卫星携带一个传感器。随着立方体卫星技术的不断发展，空间探测的难度正在降低。

3.4 植物影响试验

最后，立方体卫星技术可以被应用在植物影响试验中。地球环境和空间环境不同，植物生长状态也呈现出较大的差异性。为了促进植物生长，必须分析重力场对植物的影响。将立方体卫星技术应用在植物影响试验中，可以利用电磁信号记录植物的生长过程，并将数据信号传递给地面空间站[3]。在不同重力条件下，植物的长势迥异，但是都可以存活下来，这也就论证了宇宙空间可能有其他生物存在。

4 结论

综上所述，我国的经济社会不断发展，科学技术水平不断提升，立方体卫星技术应运而生。立方体卫星可以弥补传统卫星的缺陷，缩减研发周期、降低研发成本。为了进一步发挥立方体卫星的实用价值，探讨其技术应用势在必行。

【参考文献】

[1]图力古尔，唐军，李磊.浅谈遥感卫星影像技术在建设用地批后监管工作中的应用[J].国土资源，2014（5）：46-47.

[2]赵永斌.浅谈卫星IP数据接收技术以及在图书馆领域的应用——以泰达图书馆为例[J].内蒙古科技与经济，2013（5）：78-80.

[3]张艳娥，常江，秦洁.现代小卫星技术与应用专题讲座（第1讲）——现代小卫星技术现状与发展[J].军事通信技术，2016（2）：71-76.

[责任编辑：田吉捷]