作者:王凡华 来源:西工大新闻网 发布时间:2016/6/25 21:04:27
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世界首颗12U立方星发射成功
未来有望形成国际立方星研制的“中国标准”

 

6月25日,西北工业大学研制的世界首颗12U立方星“翱翔之星”,搭载长征七号运载火箭在海南文昌发射成功,顺利进入预定轨道。

“翱翔之星”是国际上首颗12U立方星,是西北工业大学自主研制的第一颗微小卫星,主要任务是开展地球大气层外光学偏振模式测量,为偏振导航技术的研究提供数据支撑。未来该系列卫星还可应用于伴飞巡视、对地遥感、数据中继等领域。

形成系列 致力于形成立方星的“中国标准”

那么,闪耀太空的“立方星”到底是什么?

立方星(CubeSat),是一种采用国际通用标准的低成本微小卫星。1U(Unit)立方星,体积为10cm×10cm×10cm;在此基础上,可拓展为“2U”、“3U”甚至“12U”(20 cm×20 cm×30cm)。立方星是微小卫星发展的主要方向,实用化的立方星技术2014年入选《科学》杂志年度十大科技进展。

以周军教授为核心的西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室在国内率先开展立方星研究。目前,该实验室已经形成了2U、3U、6U、12U等系列化的立方星及其组件产品,部分组件已经应用于国外立方星。实验室制定了立方星总体设计、系统集成和总装测试的研制规范,可以在3—6个月内完成1颗立方星的研制,具备了年生产10—20颗2~12U立方星的能力。

在2015年举行的第十七届中国国际高技术成果交易会上,“翱翔”系列立方星获优秀作品奖。

据“翱翔之星”副总设计师刘莹莹教授介绍,世界上的立方星主要以2U、3U为主。但由于其体积小,能够开展的科学研究和应用任务受到限制。“翱翔之星”12U立方星的出现将大大拓展立方星的科学研究与应用的领域。

陕西省微小卫星工程实验室主任,“翱翔之星”总设计师周军教授说,目前,实验室正逐步形成12U立方星的国际标准。未来,立方星设计的部分国际标准将由中国科学家制定,这将大大提升中国在国际微小卫星研制领域的影响力。

创新实验 未来可开展卫星定制服务

据悉,这次上天的“翱翔之星”重量大约10公斤,运行于350千米近地轨道,在轨寿命约为3个月。

这个12U的立方星平台包括结构、热控、电源、通信、姿态管理等分系统,卫星上搭载了高可靠星载计算机、微型三轴飞轮系统、小型GPS/北斗接收机、星载电源管理系统、小型抗辐射计算机、卫星框架系统以及一体式卫星地面测试仪等设备。

“翱翔之星”有效载荷系统负责人黄河副教授介绍说:“现在已经是大众航天的时代。其实,卫星技术离我们并不遥远。我们制作的立方星,大量使用的是商业级元器件,其成本与航天级相比少了很多,但是,可靠性就比较差。而我们这次发射的卫星,就是要重点考察基于低成本商业化产品的微小卫星,其可靠性设计、可编程重构星载计算机等关键技术。”

黄河表示,卫星“巡游”太空的各种数据,将由设立在西工大的卫星测控地面站接收处理。

据悉,该星还是世界首次开展在轨自然偏振光导航技术验证,该技术从偏振导航信息获取的角度出发,开展大气层外偏振模式测量,这在国际上也具有“开创意义”。

让记者颇感兴奋的是,未来,在全面产业化之后,该实验室甚至可面向社会公众开展卫星定制服务,比如通讯定制、地图定制等等。届时,“私人定制卫星”将不再是梦想。

“造星”团队 推动立方星技术发展

走近“翱翔之星”研制团队,给人最直观的感受就是“严”。这支由12名教师和20多名研究生组成的团队,对这个字可谓感触良多,体会深刻。

“在航天企业参观时我们注意到,技术员连上一个螺丝需要拧几圈,都有严格规定……这样的严格规范让我印象深刻。”航天学院研究生朱翔感慨地说,“其实,在我们实验室内,也是如此。在这里,没有‘可能、大概、差不多’这样的话。今天你偷懒犯迷糊,明天一定会反过来惩罚你”——他对指导教师这样的“名言”津津乐道。

“研制卫星不是做玩具,我们需要绝对可靠。”朱翔说。

航天学院研究生余冬至,参与该项目一年多来,和指导教师一道,为了完成卫星的环境适应性试验,不知道熬过了多少个通宵,记忆深刻的“假期”就是“春节休息了7天”,但是也基本上是“睡”过去的,因为“太困了”。

此外,这个“造星团队”还有多名国外研究生参与项目研究。基于国家国际科技合作基地“移动平台环境感知及空天应用国际联合研究中心”,荷兰代尔夫特理工大学先后有5名研究生,参与了飞轮、小型抗辐射计算机和地球敏感器的研究。

西北工业大学陕西省微小卫星工程实验室成立于2009年,是以微小卫星的总体设计和系统集成、测试和应用为主要研究方向的省部级重点实验室。经过多年建设,已经建成了完善的微小卫星总体设计、组装集成与测试条件,建成了陕西省高校首个卫星测控地面站。

该实验室先后发起并参与了首届陕西省立方星设计大赛、全国研究生未来飞行器设计大赛、陕西省首届微小卫星载荷设计大赛等,吸引了全国20余所高校近万名学生参与,形成了国内立方星研制的热潮。

依托良好的实验和国际交流条件,西工大将高水平研究和高端人才培养有机结合,主题为“创建国际一流航天教学与实践平台,培养航天控制高端创新人才”的教学项目,获2015年陕西省教学成果特等奖。

 
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