立方体卫星技术发展及其应用

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1、第47卷第6期2015年12月DOI：10．16356／j．1005—2615．2015．06．002空航天大学UniversityofAeronautics报stronautlCS立方体卫星技术发展及其应用廖文和(南京理工大学机械工程学院，南京，210094)V01．47NO．6Dec．2015摘要：立方体卫星是由加州理工学院和斯坦福大学提出的一种纳卫星标准。立方体卫星以其成本低和标准化等优势获得了广泛关注，研究应用日益增多。本文概述了立方体卫星特点及其标准，深入总结了立方星结构热控系统、星载综合电子系统、姿态控制系统、电源以及通信等核心系统的现状及发展趋势，并且

2、在分析在轨立方体卫星特点的基础上总结了立方体卫星的主要应用。最后，以“南理工一号”立方星为例阐述了高校研究立方体卫星的意义。关键词：立方体卫星；纳卫星；姿态控制；通信；卫星应用中图分类号：V474文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)060792—06ASurveyofCubesatTechnologyDevelopmentandApplicationsLiao’％nhe(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing，210094，China

3、)Abstract：CubesatisdevelopedasasetofnanosatstandardspecificationsbyStanfordUniversityandCal～iforniaPolytechnicUniversity．Universities，institutesandspaceindustriesprogressivelypayattentiontodevelopthevariousapplicationsofcubesat，contributingtoitssignificantlylowercostandstandardi—zation

4、contrasttoconventionalsatellites．Inthispaper，thefeaturesandstandardsofcubesatarede—scribed．Furthermore，thetechnicalstatusanddevelopmenttendencyinsightintosubsystemsaresum—marized，suchasstructuredesign，thermalcontrol，on—boardcomputer，attitudecontrol，electricalpowersubsystem，andcommunica

5、tion．Basedontheanalysisoftechnicalcharacteristicsofcubesat，thesummaryofcubesatspaceapplicationsisalsoproposed．Finally，takingCubesat”NJUST一1”asexample，itisshowedthatcubesatisofimportantvalueforaerospaceengineeringeducation．Keywords：cubesat；nanosat；attitudecontrol；communication；satellite

6、application随着航天研究的不断深入，针对低轨道的空间探测任务以及对地观测任务需求日益增多。传统卫星存在成本高、研发周期长等不足口]。立方体卫星正是针对此类低轨道空间任务而研制的一种具备多载荷适配性的低成本航天器平台。当前立方体卫星技术已获得飞速发展，并得到了实际应用㈣]。立方星始于1999年美国加州理工学院和斯坦福大学的一项科学研究。斯坦福大学提出了立方星的概念，并规定质量1kg，结构尺寸10cmx10cm×10CITI的立方体为1单元，使得立方星成为纳卫星的通用标准[2]。根据任务的需要，可将立方体卫星扩展为双单元，三单元，甚至六单元。2003年6月30

7、日，第一套立方星六星平台由俄罗斯运载火箭送入轨道[4]。经过十余年发展，在2014年发射的立方星已经达到85颗之多。立方收稿日期：2015-11-20；修订日期：2015-1205作者简介：廖文和，男，1965年生，教授，博士生导师，“南理工一号”立方体卫星总设计师。长期从事微纳卫星总体技术、航空航天数字化设计制造、数字化装配技术的研究。发表论文200余篇，其中SCI／EI收录百余篇，出版专著2部。通信作者：廖文和，E-mail：cnwho@njust．edu．cn。学A&航嘴京№击南“H0TJ第6期廖文和，等：立方体卫星技术发展及其应用793体卫星入选美国《科