科学家的硬核浪漫:用卫星点亮星空

未知 2019-05-01 19:09


科学家的硬核浪漫:用卫星点亮星空

在前不久的人民海军成立70周年之际,轨道恰好位于太原上空的中国“瓢虫一号”卫星通过发射肉眼可见的莫尔斯代码,为人民海军送出了别样的祝福。“瓢虫一号”持续发射了两分钟的聚光阵,代码含义按照汉字编码就是“加油人民海军”。国内外的网友纷纷表示:这是专属于科学家们的硬核浪漫。

“瓢虫”系列卫星是由九天微星民营公司设计、中科院与中国航天集团制造并发射的商用新概念卫星,其中“瓢虫一号”于2018年12月7日由长征二号丁型运载火箭发射升空。整个“瓢虫”系列由7颗各式的卫星组成,“瓢虫一号”担任这些小卫星的“总指挥”。“瓢虫一号”全重为百公斤左右,主要负责车辆船舶跟踪、偏僻地域导航、模式识别等商用领域。“瓢虫”系列卫星是中国目前技术最为先进的商用卫星。

2019年央视网络春节联欢晚会上,“瓢虫一号”首次公开亮相便大放异彩,完成了人类历史上的第一次“太空自拍”。在4月2日的世界自闭症关爱日上,“瓢虫一号”通过光阵闪烁为自闭症儿童带来了别样的祝福:“你好,星星的孩子”。“瓢虫”系列卫星创下了人类航天历史上的多个第一:第一个进行太空自拍的航天器、第一个能主动发射持续光阵的航天器、发光亮度最强的卫星等。“瓢虫”系列卫星不仅是中国商用航天的丰碑,更是中国全体航天人的骄傲。

“瓢虫”系列卫星基于物联网平台为架构,6颗小卫星中有3颗为6U立方星,3颗为3U立方星。未来中国的商用航天公司还准备继续发射72颗卫星,为“瓢虫”系列组成星座,实现太空与地球间的高速物联网传输。几年后“瓢虫”形成的星座将实现覆盖全球、融合多平台信息共享的能力,成为全球低轨道卫星中的佼佼者。

值得关注的是,主要负责导航、测绘、信息传输的6U立方星可携带相控阵天线与合成孔径雷达,并且实现了不依赖自身的高效率太阳能转换。说到这,有些网友可能想到了“瓢虫”系列卫星在其他非民用方面的用途……没错,借着“民用”外衣的“瓢虫”,完全可以凭借着高效的目标跟踪能力以及基于物联网传输的信息模式,实现对地面、海面目标的快速定位并将信息迅速传递到地面平台。

实际上,“瓢虫”系列卫星在加强了抗干扰能力后,作为军事侦察卫星是绝对合格的。整个冷战期间,苏联军队都在为如何防御美国海军航母编队而发愁。上世纪70年代开始,苏联着手打造了“海洋”反航母侦察监视体系,其中重要的一环就是天基侦察系统。一般来说,卫星要想完全不受到大气层扰动对在轨姿态的影响,至少要达到距地面4万公里左右的准静止轨道。然而如此远的距离只能进行简单的电磁波传输,想要对地面目标探测的简直是痴人说梦。因此,卫星不得不下降轨道高度并提高运转速度,才能实现目标的跟踪与精确识别。不过过低的轨道也使得大气密度增加,为卫星的飞行带来了额外的空气阻力,并且使得卫星难以依靠太阳能实现自身的能源供给。

苏联的解决方法就是设计出“宇宙”系列核动力卫星,依靠核反应堆持续不断的动力输出为卫星飞行以及侦察设备运转提供充足的能源。“宇宙”系列卫星的最低在轨高度仅100多公里,并且具有宽范围的变轨功能。“宇宙”系列卫星为苏联海军对美国航母编队的识别、跟踪、定位做出了卓越贡献,从而使得美国对此如芒在背。不幸的是,1978年1月“宇宙-954”号核动力卫星突然失控并坠毁在加拿大一座湖泊内,并因此引发了一定程度上的放射性污染。抓到了苏联把柄的美国借着国际核武器控制条约对苏联大肆攻击,最终迫使苏联回收了全部的“宇宙”系列核动力卫星。

而中国的“瓢虫”不仅探测手段比“宇宙”系列更加先进,安全性与可靠性还要更胜一筹。更加重要的是,“瓢虫”属于低成本的商业卫星,无论是制造还是发射手段都要比传统的军用卫星简便得多。

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