| 話說中國小衛星 |
| 送交者: hbo 2001年12月17日17:32:00 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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與其他航天國家一樣,中國的空間技術也是從小衛星開始起步的。迄今為止,中國衛星的搖籃———中國空間技術研究院,已代表我國成功研製發射了9顆小衛星,成為國內小衛星研製的領軍單位。這些小衛星為空間科學與技術實驗、遙感探測及其應用領域的拓展,提供了有利條件: 一年後,1971年3月又發射了第二顆簡單小衛星“實踐一號”,重量為221千克,這顆小衛星在太空中成功運行了8年,取得了大量的科學研究數據。 由於新技術發展和空間物理探測的需要,中國又在1981年7月用一枚火箭同時發射成功了三顆小衛星。 1990年我國發射“風雲一號”氣象衛星的同時,又搭載發射了兩顆小衛星。 1994年2月,我國運用成熟技術,以較快速度研製發射了“實踐四號”小衛星,這顆重396千克的衛星,由“長征三號”火箭搭載發射,衛星在軌道上進行了空間幅照環境探測與研究,並進行了砷化鎵太陽電池和鎳氫電池等試驗,取得了令人鼓舞的成果。 1996年,中國空間技術研究院運用現代管理方法,僅用了不到兩年時間,就完成了“實踐五號”現代小衛星工程研製。衛星於1999年5月10日在太原衛星發射中心搭載發射升空。按用戶要求,衛星在軌運行3個月,完成了在微重力條件下兩層流科學試驗。衛星在兩種重力環境下,進行了8天試驗,共獲得12000多幅圖像,圖像清晰,數據完整。 我國科學家第一次通過“實踐五號”的科學試驗,實現了空間遙控操作,共進行了30多種不同條件下的科學試驗,獲得了國際微重力流體力學領域的重大成果; 進行了S波段數傳發射機和大容量固態存儲器試驗,數據與傳輸圖像達到滿意效果,大容量存貯器工作正常,新技術驗證試驗獲得全面成功,為我國航天器採用此新技術積累了寶貴經驗; 衛星記錄了大部分單粒子事件發生在南大西洋異常區,印證了外國同類試驗的觀察結果,採用工業級器件,進行了單粒子效應及其對策試驗,取得了可喜成果。其硬件軟件對策有效。為航天器抗輻照加固設計提供重要數據,還為小衛星元器件等級選擇,降低成本進行了有益探索。同時,空間環境測量取得了滿意效果。專家認為,“實踐五號”小衛星設計合理,技術先進,平台適應性很好,達到國際90年代先進水平。 經過多年努力,中國空間技術研究院已突破了多功能結構、集成化星務管理等四項關鍵技術,自主研製開發了第一代用於中低軌道任務的高性能小衛星公用平台CAST968。平台採用基於網絡的集成化電子系統,統一調度管理星上任務和資源,有效載荷占重比達30~60%,其電池翼可驅動和擴展,採用對地、對日、對其它天體三軸穩定,對地、對日、對其它天體自旋穩定。控制方式是偏置動量輪+磁控,反作用輪+磁控,具有變軌和軌道維持能力,適用於單星發射、雙星發射、多星發射和搭載發射,具有完整的在軌技術支持和技術服務,具備批生產能力。支持三軸穩定和自旋穩定等多種姿態控制方式。採用與國際接軌的USB測控體制。電源系統採用太陽電池與蓄電池聯合供電方式,平台供電能力可以根據任務需求靈活裁剪。平台採用被動為主、主動為輔的熱控措施。這一平台的建立及該院衛星研製的成熟設備,不僅將保證衛星的可靠性和靈活性,還可確保研製周期在24個月以內。 中國小衛星:列入“十五” 大量事實證明,現代小衛星走俏國際空間技術市場,必將成為21世紀衛星產業發展的大趨勢。 據業內人士預測,1985年~1989年期間,全世界每年大約發射20~30顆小衛星,而2000年後,保守的估計每年也將發射70~80顆,約占整個衛星發射數量的一半以上,其營業額為36億美元。而隨着大量高新技術的應用、先進管理方法的使用和嶄新設計概念的出現,必然會促使小衛星研製技術和衛星應用的不斷進步,由此將引起衛星研製和應用領域的一場革命,一批功能更強,體積更小,價錢更低,在技術上和經濟上可以與大衛星一爭高低的小衛星會不斷出現。 我國政府十分重視小衛星及其應用的發展。在國家“十五”計劃中,將發展小衛星及其應用列入我國高技術領域未來重點發展的20個專項之一。在“863”計劃中還成立了專家組,開展小衛星研究。 中國小衛星:明年探海 在“實踐五號”平台基礎上,根據用戶需要進行修改和升級研製開發的我國首顆海洋探測衛星“海洋一號”小衛星,研製工作已經完成。該衛星是為國家海洋局研製的,是採用CAST968平台技術研製的第二顆現代小衛星。衛星裝載一台分辨率為1100米的十波段海洋水色掃描儀,和一台分辨率為250米的四波段CCD相機。 “海洋一號”衛星主要用於對海洋水色要素探測、環境調查、資源探測、港口泥沙分布規律觀測、水溫水質觀測等,具有變軌和軌道維持能力,姿態控制更為精確,輸出功率更大,自主定軌能力有所提高,衛星預計2002年上半年發射。 中國小衛星:成雙成對 目前,中國空間技術研究院地球雙星探測計劃已經啟動,該計劃是利用兩顆軌道相互交叉的小衛星,攜帶18台探測器,對地球進行大尺度的磁層空間同步探測,衛星將於2003年發射升空。航天東方紅衛星有限公司是該計劃的主要實施者。 中國小衛星:前景輝煌 航天東方紅衛星有限公司主持論證的災害和環境預報與監測小衛星星座系統,已經得到用戶支持。該星座近期將主要由兩顆光學星和一顆合成孔徑雷達星組成。光學星配置寬覆蓋多光譜可見光相機2台,紅外相機1台。遠期將由八顆衛星組成,主要由四顆光學星和四顆合成孔徑雷達星組成。 該星座的建立將利用衛星遙感技術,迅速、準確地獲取環境和災害信息,及時、全面掌握自然災害和環境污染的發生、發展和演變過程,為防災、抗災、救災,遏制環境污染和生態破壞,保護我們賴以生存的環境提供科學決策依據,提高綜合減災和環境保護能力,保障國民經濟和社會持續穩定發展。 其它如導航定位、移動通信、對地觀測成像等小衛星星座也正在進行論證。 小衛星技術和應用在發展中國家具有輝煌前景。航天東方紅衛星有限公司已與亞太地區相關國家,就研製小衛星進行了多次愉快的協商和討論,具有三軸穩定的亞太多任務小衛星將進入工程階段,該衛星將以我國“海洋一號”衛星平台為基礎,並採用各國先進技術經驗,以滿足不同用戶的需求。 中國小衛星:有了公司 為啟動市場機制,促使社會多元資本進入空間技術領域,推動小衛星產業化發展,中國航天科技集團公司和中國空間技術研究院共同出資組建了航天東方紅衛星有限公司,主要從事小衛星的開發研製、衛星應用工程系統的設計和產品開發研製。 公司主要股東中國空間技術研究院建院30多年來,研製發射成功通信、返回式、氣象、資源、導航定位、科學試驗等各類衛星48顆和2艘飛船,已初步形成了通信衛星、返回式衛星、遙感衛星和小衛星等四種衛星系列平台,以雄厚的技術實力和人才資源優勢,以及設施一流的空間飛行器總體設計、分系統研製生產、總裝測試、環境試驗、地面設備及其應用、服務保障系統等配套完整的研製生產體系,成為中國空間飛行器的重要研製基地。 航天東方紅衛星有限公司將充分發揮上述優勢,引入商業化機制,推動我國小衛星研製及其應用的市場化,產業化,對我國航天產業發展起到示範和推動作用。 為集中人力、物力、財力,組成一支“國家隊”,加速小衛星及其應用技術的發展,經國務院批准組建小衛星及其應用國家工程研究中心,該中心隸屬於航天東方紅衛星有限公司,主要建設內容包括小衛星集同設計中心,總裝、測試和試驗中心,地面應用系統的研發生產基地等。包括小衛星的開發、研製、生產,衛星應用產品的研製、生產和系統集成,小衛星及應用產品的相關技術支持等。將在衛星系列化、集成化和平台化基礎上,採用市場化運行機制,形成年產6~8顆衛星及配套應用系統的能力。 長期以來,我國空間技術的發展完全依靠政府投資、政府訂貨、實驗室單件研製的計劃經濟發展模式,航天東方紅衛星有限公司的成立,是中國航天在市場經濟條件下,改變完全依靠政府行為發展航天技術,引入市場機制、吸納社會資金、依靠各種力量進行小衛星及其應用技術開發,實現中國空間技術與國際接軌的新探索,是適應中國加入世貿組織,使中國空間技術的發展能應對各種複雜情況,積極參與國際競爭的新舉措。在未來的發展中,公司將通過資源重組和優化配置,努力建成國內一流、國際著名的大型股份有限公司,在小衛星及其應用領域,以豐厚的成果報效社會和人類。 什麼是現代小衛星 國際航天界一般將發射重量在1000公斤以下的衛星稱為小衛星。 70年代以前,特別是航天器發射初期的小衛星,由於其有效載荷功能較弱,大都為傳統簡單小衛星,其主要作用是為研製新型航天器進行技術演示,而80年代以來發展起來的小衛星,其功能密度比一般占70%左右。由於功能密度高,技術性能強,被譽為現代高性能小衛星,今天人們所說的小衛星即指此類衛星。它具有許多大衛星所無法比擬的優點。 發射方式靈活。小衛星體積小,重量輕,既可搭載大衛星一起發射,也可一箭多星發射或用廉價運載火箭發射。 研製發射成本低。由於採用成熟先進技術,運用科學的管理手段,加之可以搭載發射和以一箭多星發射,因而小衛星整個研製和發射成本較低。 研製周期短。國外一些航天大國的現代小衛星,從立項研製到發射一般僅需一到兩年,因此將大大降低研製成本。 現代小衛星主要依靠微電子、計算機、微型光學和機械、高精度機械加工、新材料、新工藝等現代科學技術,進入20世紀80年代以來,隨着上述技術的發展,使實現衛星小型化的目標成為可能。 現代小衛星風靡全球 據有關資料顯示,目前世界上已經有十多個國家涉足小衛星研製領域,美國、俄羅斯、法國、英國、意大利都有了自己的小衛星平台或星座。印度、韓國、瑞典、丹麥、巴西、西班牙、以色列等許多中小國家也都以研製小衛星為切入點,帶動航天技術的發展。我國的台灣也發射了自己的對地觀測小衛星。 現代小衛星技術的發展使一度降溫了的行星探測又火了起來。1998年1月6日,美國宇航局發射了它在阿波羅計劃結束後的第一個月球探測器———“月球勘探者”,其重返月球的計劃由此拉開序幕。重296千克的月球探測者僅耗資6300萬美元,卻攜帶了5種探測儀器。在環繞月球運行過程中,對月球表面和內部進行全面勘測,發現月球可能存在大量的水冰是巨大收穫。 具有典型現代小衛星特徵的“克萊門汀”月球探測器,重量僅有233千克,研製周期22個月,研製發射費用僅8000萬美元。與其它具有類似功能的探測器相比,重量和體積大大減小,研製周期大大縮短,成本大幅下降,而探測技術卻相當先進,取得了大量探測成果。 現代小衛星對於進行局部突發戰爭的軍事偵察具有得天獨厚優勢,已成為航天大國實現軍事航天戰略的一條最實際的策略。同時,隨着現代科學技術的發展,小型戰術成像衛星的地面分辨率已達到一米以內,覆蓋幾百公里的寬度,相當於過去的大偵察衛星,而重量卻只有200~300千克,壽命可達5年。一些國家把退役火箭改裝用來發射小衛星,從而把小衛星的發射費用降低到每千克一萬美元以下。 近幾年來風起雲湧的移動雙向個人通信市場,推動着小衛星市場的飛速發展。由小衛星星座構成的通信衛星網不僅可實現全球直接通信,使大哥大成為名副其實的全球通,而且具有手持機發射功率低,延遲小,沒有死角等優點,市場應用前景十分廣闊。 此外,用小衛星進行技術演示和科學試驗具有經濟實用等優點。1992年美國發射的小型探險者-1衛星,雖然重量只有156千克,但它載有4台宇宙射線監測儀,經過探測和對結果的分析,發現了地球外層存在一條新輻射帶。這一重大發現,可以和1958年美國第一顆衛星發現地球輻射帶相媲美。美國於1976年6~7月間發射的“海盜”1號和“海盜”2號火星探測器雖然也取得了成功,但耗資30多億美元(1997年價格)。而1997年美國“火星探路者”號探測器只用了2.5億美元。“火星探路者”儘管重量輕,但所攜帶的儀器卻相當先進,收到的成果相當豐富。利用小衛星進行地球觀測、空間探測等,是科學研究和社會經濟建設獲得大量極有價值信息的廉價手段。
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