浦江一號:小衛星有大智慧
- 發佈時間:2015-09-27 02:29:57 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
9月25日上午,我國長征十一號運載火箭載著4顆衛星飛向太空。其中,以上海浦江命名的浦江一號衛星由中國航太科技集團公司八院研製,可實現面向用戶定制的快速便捷綜合資訊服務,按“網際網路+”要求,將廣泛應用於電磁環境監測、國土資源普查、應急搜救等領域。
“即插即用”概念讓私人定制衛星不再遙遠
隨著資訊技術不斷發展,人們對空間資訊綜合應用的需求越來越旺盛。“一帶一路”空間資訊走廊建設的提出,更是為國內商業衛星市場提供了無限空間。簡化研製技術流程,縮短研製週期,發展低成本、高可靠性、滿足多任務需求的小衛星星座,成為今後衛星技術發展的重要方向。
自2009年起,八院即自籌經費開展專項研究,按照積木型、易組裝的思路,著力打造簡潔、面向多功能應用的小衛星平臺。
“一方面,這個平臺必須具備一般衛星的完整功能,可滿足空間環境運作和應用的需求;同時也要具備靈活多變的寬適應能力,能快速按照用戶的需求進行快速配置。”該院型號負責人介紹,立足“面向用戶,方便快捷”設計理念,浦江一號衛星首次採用了全數字化設計技術、通用化即插即用技術、柔性化結構設計等技術,能快速地和各種不同的有效載荷進行整合,並在一個月內完成整合測試、一個星期內完成發射準備、一天內完成在軌交付的目標。
即插即用概念的提出,使衛星在設計上擺脫了平臺與載荷必須一一對應的限制,通過標準的機械介面、供電介面、控制介面和通信介面等,各個單機之間採用標準協議約束,只要符合標準的設備都能實現即插即用。這不僅可以大大減少了衛星的研製成本,更為衛星的應用降低了門檻,使得城市定制、企業定制乃至私人定制的衛星,都不再是遙遠的期望。
將多項新技術首次帶入太空
智慧製造是當下熱門話題,浦江一號在國內衛星上首次應用了3D列印技術——其天線支架採用了鈦合金材料的3D列印成型方案。過去生産一個支架需要4個月,採用3D列印僅用1天即成型,2天開展性能檢測檢驗,總共只要3天時間。
WiFi是目前應用最普及的短程無線傳輸技術,可以方便地實現智慧設備互聯。浦江一號創造性地在航太領域引入無線技術互聯,將航太器上的感測器組成了“網際網路”。此次浦江一號衛星搭載的無線溫度感測器,是我國無線感測器網路技術在航太器上的首次應用,不僅可以驗證無線感測器網路技術的在軌性能,還能有效節能減重,降低防護和維護成本,並對後續航太應用具有示範作用。
浦江一號所用的平臺採用標準的結構桿件、接頭、承載板來組成衛星的結構系統,可根據需要任意調節平臺艙和載荷艙的空間。“就像我們買的傢具,可以根據房間的大小、用途自行組裝。”該負責人説。
此外,浦江一號還首次採用“熱切割”釋放技術,搭載了微泵流體回路、記憶合金百葉窗、高性能數字信號處理器、大容量靜態記憶體、新型星敏感器等一系列國産化器件,推進了空間關鍵核心元器件、部組件的自主可控。
全新體制,探索微小衛星商業模式
出於高可靠性在軌運作的考慮,傳統衛星研製需要經歷方案、初樣、正樣三個階段,研製週期長、成本控制難。浦江一號立足商業衛星發展需要,對研製模式進行了創新性突破,從方案驗證階段直接轉入正樣階段,節省了一顆完整的初樣星,大大節約了成本。
在設計製造過程中,浦江一號一改以往人工操作的做法,採用全數字化技術,通過輕量化模型設計出三維電纜網;利用衛星總裝過程管控系統,依據模型編寫工藝文件,自動生成輔料、工裝配套、標準件、儀器儀錶等數量。後續還將實施現場文件的電子簽署,可大大縮短研製週期。
浦江一號的衛星平臺介面界面十分友好,可廣泛應用於成像、通信、導航、遙感等商用領域。通過衛星組網,能夠全天時、全天候對目標開展觀測,為突發緊急事件的處理提供重要參考依據。該衛星通過搭載不同的有效載荷,可以對城市道路擁堵情況、熱點地區人員疏密情況、區域天氣和環境(如霧霾)預報、移動和應急通訊、自然和人為災害預報及勘察等。
記者了解到,八院已成立微納衛星系統工程中心和奈米航太器技術科創中心,面向市場提供業務諮詢、産品開發、在軌維護等一整套服務。目前該院正在開展多方合作,建立有效載荷産業聯盟,讓微小衛星更加貼近客戶、貼近市場。
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