■軍事科技與國家安全

　　美國海軍正在考慮通過一項使用奈米衛星的計劃來減少成本。近日，外媒報道，在太平洋中心太空和海洋作戰系統的支援下，太空系統項目執行辦公室正在發展一種被稱為一體化通信拓展能力體的低成本奈米衛星，也叫“冰帽”（ICE-Cap）。該衛星長度不足30釐米，重量不足11公斤，預計在2015年進行一次發射。它有望展現其在北極和大半個世界間中繼信號的能力，以及通過海軍移動用戶目標系統的安全網路向用戶傳送數據的能力。

　　奈米衛星，又叫“納星”，通常指重量小于10公斤、具有實際應用價值的衛星。奈米衛星由於體積小、成本低、可快速發射和批量生産、隱蔽性好、生存能力強，特別適用於未來空天戰爭和資訊化戰爭，具有巨大的軍事應用價值。

　　奈米衛星誕生於實際需要

　　一般意義上，我們將衛星按特定重量級別進行區分，一般重量在10公斤至100公斤的稱為微型衛星，而重量比它還要小，只有1公斤到10公斤的小衛星，就稱為“奈米衛星”。隨著運載火箭推力的提升以及衛星技術的發展，大型多功能衛星開始出現，大衛星的製造需要高昂的成本，其發射風險也大大增加，一旦發射失敗將會造成嚴重的損失。因此，低成本、易發射的微小衛星技術的發展又被正式納入議題。

　　對於奈米衛星技術的研究可以追溯到美國國防高級研究項目局的全球低軌道資訊中繼計劃。與傳統的衛星發展方式不同，該計劃在不到一年的時間內就成功製造了一顆數字式中繼衛星，花費只有100萬美元。受限于當時的材料技術和設計製造能力，該星的體積和重量依然較大，但它通過太空梭在空天成功發射，並迅速完成了職能使命，標誌著微小衛星技術重新得到了航太界的重視。

　　奈米衛星的概念最早由美國宇航公司于1993年提出，衛星整體由分層的半導體晶片和微型儀器以及其他分系統組成，未來重量可以實現降低到0.1公斤以下，通過衛星組網可以實現空間大範圍繪圖和地面戰場導引等諸多功能。可以説，奈米衛星是衛星設計思想上的一個巨大變革，成為各國廣泛關注的新技術。未來資訊化條件下局部戰爭在時間上的突發性、爆發地點的不確定性等戰況，尤其需要各國根據需要應急發射小衛星。奈米衛星的這一軍事應用價值也引起了各航太大國的高度關注。

　　各國競相發展這一“新寵兒”

　　與其他類型的衛星相比，奈米衛星的優點就在於重量輕、體積小巧、便於設計研發、可以平臺化整合、製造週期短並且成本低廉。而且還可以通過各种先進的衛星通信系統直接操作衛星，是各國競相發展的航太界“新寵兒”。

　　為降低發射費用，奈米衛星常採用一箭多星的發射方式進行發射，目前已經發射的奈米衛星包括：俄羅斯的SPUTNIK-2衛星、美國的AUSat衛星和PICOSAT衛星，以及英國的SNAP-1衛星等。別看奈米衛星的分量小，它的功能可不少。QuakeSat衛星可以使用磁力計對高空的低頻磁場等進行研究，用以對地震進行分析預測。日本東京大學的XI-IV奈米衛星就使用CMOS相機對地球和太陽影像進行拍照，英國薩瑞公司的SNAP-1型衛星可對其他衛星拍照，用以判斷在軌航太器的完好狀態和工作能力。nCube衛星可以接收船隻的廣播AIS信號，提供船隻的方位、位置等資訊，確保船舶航行安全。此外，奈米衛星組成的衛星網路在應急通信領域也具有巨大的潛在優勢。

　　目前在國際奈米衛星研究領域，美國處於技術領先地位。2002年12月，美國“奮進”號太空梭就發射了兩顆只有2磅重的奈米衛星。從2003年開始，美國空軍和國防高級研究計劃局開始研發新一代低成本軍用奈米衛星，並於近幾年相繼交付。

　　或將對未來空天行動産生重大影響

　　目前，奈米衛星技術研究及相關組網技術是衛星技術研究的重點，相關技術可以在軍事偵察、地質勘探、災害預防和科學實驗等領域發揮巨大應用，或將對未來的空天技術發展産生極其深遠的影響。

　　奈米衛星或將對未來空天作戰産生巨大影響。研究表明，只要在太陽同步軌道上等間隔地佈置一定數量的奈米衛星，就可以在任意時刻對地球上的任何地點進行連續監視和干擾。由於奈米衛星具有良好的分散和整合組網特性，即使少數奈米衛星受到攻擊而失靈，也不會使整個衛星作戰網路癱瘓。同時，奈米衛星成本低、體積小，可批量生産、快速發射，在衛星組網領域具有較好的靈活性，成熟的平臺化技術也可以大大擴展其應用範圍。例如，在奈米衛星平臺上整合低解析度相機，對相同地區連續多次拍照，就可以整合為高解析度圖像。

　　除此以外，奈米衛星還可以應用於未來教學與空天科研實驗，由於系統複雜度大大降低，研發費用較少，科研人員可以像組裝電腦一樣按照需要組裝衛星，並可以實現衛星編隊飛行、太陽風、地磁場等領域的空天實驗。

　　雖然奈米衛星體積小，功能目前仍然較單一，但其具有靈活的機動性和組網能力，可一次發射多顆直接組合，一旦組成衛星網路其作戰效能可遠大於單顆大型衛星。可以預想在未來的某一天，一場基於這種“人小鬼大”的奈米衛星技術的“星球大戰”，正在悄然拉開帷幕！

　　（本欄目由科技日報軍事部與國防科技大學國際問題研究中心聯合主辦）