国外微小卫星技术的发展

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1、微星之光国外微小卫星技术的发展叶龙(北京空间科技信息研究所)1引言小卫星发展的强大动力O总之9现代小卫星的兴起是空间技术发展的必然趋势O未来的战争环境将是陆海空天一小卫星对于军事应用来讲其最大优点是体化的9美国之所以在海湾战争科索沃战适应性强可移动和即时发射9能按需要监争等军事冲突中掌握战争主动权9很大程度视某区域O军方对卫星利用的第一目的就是上依赖于拥有N制天权,9即依靠其庞大的卫通信和侦察领域9即战术通信战略侦察战星侦察卫星通信体系获取敌方信息的能力O场摄影监视导弹发射收集战术情报支由于卫星侦察具有实时性全天候覆盖面援飞机和舰艇

2、作战等O积大和不受领土限制等优势9因此广为各国近几年来9一些中小国家也通过多种途军方所重视O据报道9美俄0的军事信径发展小卫星9但多为技术试验和科学研究息来自于卫星系统O在过去的几十年里9军卫星O事卫星一直是大型化的O然而9航天器体积和质量的大型化功能复杂化9已导致航天器的研制开发生2微小卫星的发展背景产发射运行和维护费用迅速膨胀9而功50年代~80年代9由于运载火箭的发射能复杂化又使其技术上的可靠性和管理上的能力不断提高9用户对卫星容量需求的增加9安全性不可避免地下降了9从而增加了失效加上冷战时期各国空间预算普遍增加9所以概率O上

3、述原因一方面使已经发展航天技术卫星总的发展趋势是大型化复杂化O的国家面临资金紧张项目风险性增大的严从80年代末开始9卫星技术的发展呈两峻局面9从而处于一种进退两难的尴尬境地;种趋势:一是继续发展大型复杂化卫星9卫另一方面又使一些计划发展航天高科技的国星的重量和成本都大幅度增加;二是发展可家或集团不得不重新审视自身的经济与技术快速研制生产和发射的低成本小卫星O实力O小卫星迅速发展的原因可概括为如下几在此背景下980年代末期现代小卫星适点:时地登上了空间舞台O特别是微电子微机(1)高新技术的进步是现代小卫星发展械新材料和新工艺等技术不断

4、取得的巨大的重要推动力和必然结果O进步9为其发展奠定了坚实的技术基础;而(2)冷战结束和军备竞赛的减弱9使空现代社会信息化革命所带来的对利用空间技间项目更加注重实效9这促进了小卫星的发术获取和传输信息的新需求则成为推动现代展O<国际太空>2000年月号1(3)经济和社会发展对卫星应用需求的微型技术的采用G纳米卫星采用微型技术反迅速扩大也促进了以小卫星为基础的星座过来又牵引了微型技术的快速发展G系统开发G未来微小卫星将要涉及的技术包括:(4)高技术条件下的现代战争对发展小(1)先进微型化化学推进系统;卫星提出了迫切的需求G(2)全新发

5、射概念;(5)科学实验和新技术验证都需要通过(3)微型探测系统;发展小卫星来实现G(4)高集成度电子器件包;(6)提高发射频度~降低风险的需要G(5)高自主性星地操作规程;(6)简化定轨程序;3微小卫星概念(7)远距离下行数据的星载射频通信能力(包括光通信能力);在小卫星发展的基础上由于微小型化(8)轻质~高效太阳电池阵;技术的快速发展更进一步促进了小卫星向(9)轻质~高输出功率蓄电池;微小型化发展G(10)模块化电源系统(包括微型核电源美国航宇局将小卫星定义为500kg以系统);下G英国萨瑞大学还进一步将100kg~500(11)

6、微型热传导及热控系统等Gkg的卫星称为微小卫星(MINISAT)10kg4.1推进技术~100kg的卫星称为微型卫星(MI-未来微小卫星推进系统中急需解决的重ROSAT)10kg以下的卫星称为纳米卫星点技术有:(NANOSAT)G纳米卫星还称固态卫星~硅(1)具有高效费比的微型固体燃料发动微卫星其自身通常无法独立完成空间任务机;需要依赖分布式的星座或网络才能实现其功(2)微型液体燃料推进器(采用肼或高能G级单元推进剂);用重量(或者尺寸~经费)来定义和分(3)超低功率微型冷气推进器;类现代小卫星具有清晰和直观的优点但却(4)低成本燃

7、料贮箱和燃料馈送系统部无法阐述现代小卫星的特点尤其是它与传件;统小卫星的区别G因此现又提出用功能密(5)液体低功率气体发生器;度(卫星分系统单位重量的功能)进行分类(6)用于姿态控制的微型固体燃料发动的方法但这种方法又难于直观给出小卫星机G的概念G因此严格来讲现代小卫星又是4.2发射技术卫星技术发展进步的一种表述G未来微小卫星的发射概念是由运载火箭先将载有数十颗微小卫星的部署母星(de-4微小卫星设计中的先进技术与发展趋势ployership)发射入轨再由部署母星将微小微小卫星发展的本质是为了更进一步地卫星弹射出去G弹射方式可根据卫

8、星完成其提高现代小卫星的功能密度它必须依靠微飞行任务所要求的不同姿态稳定方式而加以电子~微机械~轻质材料等高新技术的支持;灵活选择G而要实现~快~好~省的发展特点则需4.3制导~导航与控制(GN)要采用全新的设计思路和技术途径特别是微