淺談立方體衛(wèi)星技術的應用

艾樂天

【摘 要】我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，科學技術水平不斷提升，立方體衛(wèi)星技術應運而生。立方體衛(wèi)星技術是現(xiàn)代技術的代表，將這一技術應用在結構控制中，可以取得良好的實用效果。近幾年來，我國的空間探測任務增多，立方體衛(wèi)星得到了廣泛應用。本文將具體探討立方體衛(wèi)星技術的應用，希望能為相關人士提供一些參考。

【關鍵詞】立方體衛(wèi)星；現(xiàn)代技術；應用

0 引言

進入新世紀以來，我國的社會主義市場經(jīng)濟持續(xù)繁榮，航天事業(yè)也進入了快速發(fā)展階段。在航天觀測工作開展過程中，衛(wèi)星擔任著重要的工作職能。只有提高衛(wèi)星的工作效率，才能完成各項觀測任務。值得注意的是，傳統(tǒng)衛(wèi)星生產(chǎn)成本較高，和其他航空設備的適配性較差。為了彌補傳統(tǒng)衛(wèi)星的缺陷，立方體衛(wèi)星出現(xiàn)，并得到了廣泛應用。與傳統(tǒng)衛(wèi)星相比，立方體衛(wèi)星研發(fā)周期更短、操作流程更加便捷。為了進一步發(fā)揮立方體衛(wèi)星的實用價值，探討其技術應用勢在必行。

1 立方體衛(wèi)星概述

1.1 發(fā)展

上個世紀末，美國開始研制立方體衛(wèi)星，形成了基礎的立方體單元，并將獨立單元擴展為多個單元。經(jīng)過技術性試驗，學者發(fā)現(xiàn)立方體衛(wèi)星具有突出的實用價值，并迅速將該衛(wèi)星應用在航天工程中。就目前來看，各個國家都構建了立方體衛(wèi)星研發(fā)中心。中國在前年進行了立方體衛(wèi)星測試，并擴展了立方體衛(wèi)星的應用范圍[1]。

1.2 技術標準

在應用立方體衛(wèi)星之前，必須明確立方體衛(wèi)星的技術標準。立方體衛(wèi)星平臺包括控制板塊、電源板塊、通信板塊等等，在結構設計時，必須確定立方體衛(wèi)星的尺寸。以一單元立方體衛(wèi)星為例，獨立單元的立方體衛(wèi)星尺寸要小于113.5毫米，最大誤差值不能超過0.1毫米。在尺寸確定完畢后，必須對電源進行檢查。立方體衛(wèi)星需要安裝兩個開關，在運作之前需切斷電源，在運作之后需閉合開關。立方體衛(wèi)星在正式進入軌道之后，可以接收外部信號。此時應該展開天線和電池陣，收集電磁信號，保證電力供應。

2 立方體衛(wèi)星系統(tǒng)概述

2.1 內(nèi)部控制系統(tǒng)

首先，內(nèi)部控制系統(tǒng)是立方體衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。在制作立方體衛(wèi)星之前，需要合理選擇衛(wèi)星材料。材料質量直接關系著立方體衛(wèi)星的綜合性能，材料質量越好，立方體衛(wèi)星性能越強。一般來說，立方體衛(wèi)星經(jīng)常使用碳纖維材料。碳纖維的可塑性強，而且導熱速度快，可以抵抗外界壓力，避免衛(wèi)星內(nèi)部結構受到破壞。立方體衛(wèi)星內(nèi)部控制系統(tǒng)是由兩個部分組成的：第一個主動控制系統(tǒng)，第二個是被動控制系統(tǒng)。被動熱控在立方體衛(wèi)星中的應用最為普遍，在組建被動熱控系統(tǒng)時，需要采用電熱器、熱開關等。

2.2 管理系統(tǒng)

其次，管理系統(tǒng)是立方體衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。立方體衛(wèi)星的功能器件比較多，必須應用高效率的處理器，對立方體衛(wèi)星進行集中管理。隨著通信技術水平的不斷提升，立方體衛(wèi)星儲存的電子數(shù)據(jù)越來越多，需要形成通信總線，對海量數(shù)據(jù)進行儲存和分析。

2.3 電源系統(tǒng)

再次，電源系統(tǒng)是立方體衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。立方體衛(wèi)星的運轉離不開動力支持，為了獲得穩(wěn)定充足的電源能量，必須采用太陽能電池片，形成穩(wěn)定的電池矩陣。在對能量進行控制時，一方面要追蹤立方體衛(wèi)星的能源傳輸流，另一方面要對立方體衛(wèi)星的最大功率點進行追蹤[2]。太陽能電池片輸送的電力有限，為了提高電能的轉換效率，應該采用高級算法，延長電源系統(tǒng)的使用壽命。

3 立方體衛(wèi)星的技術的應用

3.1 地面信息觀測

首先，立方體衛(wèi)星技術可以被應用在地面信息觀測中。在觀測地面信息的過程中，可以采用三單元立方體衛(wèi)星。三單元立方體衛(wèi)星的圖像分辨率較高，地面觀測范圍相對較大。就目前來看，地面信息觀測衛(wèi)星已經(jīng)超過了一百顆，這些立方體衛(wèi)星分布在各個軌道上，還有一些立方體衛(wèi)星分布在極地區(qū)域。立方體衛(wèi)星每二十四小時傳輸一次圖像信號，控制系統(tǒng)收集圖像信號，可以對各個區(qū)域進行地理特征分析。

3.2 衛(wèi)星性能驗證

其次，立方體衛(wèi)星技術可以被應用在衛(wèi)星性能驗證中。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)代技術水平不斷提升，以立方體衛(wèi)星為依托，學者們研制了新型衛(wèi)星對接技術、交匯技術等。當一顆立方體衛(wèi)星進入軌道后，可以發(fā)射第二顆立方體衛(wèi)星，使后一衛(wèi)星圍繞前一衛(wèi)星運轉。立方體衛(wèi)星系統(tǒng)安裝了傳感裝置，兩顆衛(wèi)星的位置相對固定。衛(wèi)星對接技術對航天事業(yè)的發(fā)展起著關鍵性作用，一旦技術成熟，可以為航天器提供探測服務。

3.3 外部空間探測

再次，立方體衛(wèi)星技術可以被應用在外部空間探測中。航天探測的目的就是為了開發(fā)人類未知的領域，而立方體衛(wèi)星可以滿足航天探測的需要。目前大多數(shù)國家都開展了立方體衛(wèi)星探測項目，在進行空間探測時，至少要采用五十顆以上的立方體衛(wèi)星，形成完備的衛(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星之間的相互距離為三百到五百千米，每顆衛(wèi)星攜帶一個傳感器。隨著立方體衛(wèi)星技術的不斷發(fā)展，空間探測的難度正在降低。

3.4 植物影響試驗

最后，立方體衛(wèi)星技術可以被應用在植物影響試驗中。地球環(huán)境和空間環(huán)境不同，植物生長狀態(tài)也呈現(xiàn)出較大的差異性。為了促進植物生長，必須分析重力場對植物的影響。將立方體衛(wèi)星技術應用在植物影響試驗中，可以利用電磁信號記錄植物的生長過程，并將數(shù)據(jù)信號傳遞給地面空間站[3]。在不同重力條件下，植物的長勢迥異，但是都可以存活下來，這也就論證了宇宙空間可能有其他生物存在。

4 結論

綜上所述，我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，科學技術水平不斷提升，立方體衛(wèi)星技術應運而生。立方體衛(wèi)星可以彌補傳統(tǒng)衛(wèi)星的缺陷，縮減研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。為了進一步發(fā)揮立方體衛(wèi)星的實用價值，探討其技術應用勢在必行。

【參考文獻】

[1]圖力古爾，唐軍，李磊.淺談遙感衛(wèi)星影像技術在建設用地批后監(jiān)管工作中的應用[J].國土資源，2014（5）：46-47.

[2]趙永斌.淺談衛(wèi)星IP數(shù)據(jù)接收技術以及在圖書館領域的應用——以泰達圖書館為例[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2013（5）：78-80.

[3]張艷娥，常江，秦潔.現(xiàn)代小衛(wèi)星技術與應用專題講座（第1講）——現(xiàn)代小衛(wèi)星技術現(xiàn)狀與發(fā)展[J].軍事通信技術，2016（2）：71-76.

[責任編輯：田吉捷]