立方體衛星

立方體衛星

立方體衛星,或者“CubSats”,是幫助研究者指揮進行簡單的太空觀察和對地球的大氣層進行測量的設備。立方體衛星的目標就是擁有一個可以留出更多裝載量或裝載空間的太空引擎。有些任務需要化學推進器,比如登月之旅,因為為了能夠在月球表面著陸,來自引擎的動力必須至少等於著陸器的重量,那個值通常對於電子推進器引擎是太高了。

特點

立方體衛星立方體衛星

它們的部署相對廉價:發射一枚火箭可能花費5千萬到3億,然而一個立方體衛星可以捆綁在一枚大的火箭平台上面,只需要額外4萬美元的花費。

但是它們的小尺寸也意味著它們缺少機載的推進系統,這就是為什麼它們通常都固定在一個特殊的軌道。

目標

立方體衛星的目標就是擁有一個可以留出更多裝載量或裝載空間的太空引擎。有些任務需要化學推進器,比如登月之旅,因為為了能夠在月球表面著陸,來自引擎的動力必須至少等於著陸器的重量,那個值通常對於電子推進器引擎是太高了。

但是基於化學的推進系統被嚴重限制了,因為機器的質量的大部分用來給了推進劑,結果就是沒怎么留下空間給裝載量。通常,推進劑必須也裝載在一個厚厚的外殼和管子的高壓容器內,這樣可以限制裝載的尺寸。儘管其他電力推進系統存在,他們需要一個高壓的容器來貯存推進劑。

推進劑

依賴於電子噴霧,使用電能從一種液體鹽裡面提取正負離子,這種液體鹽即是在實驗室里制好的系統推進劑。這種液體不含有任何溶劑,比如水,並且可以在沒有熱量參與的情況下充電。鑒於其他電力推進系統在衛星上的一個專門的空間來進行充電,該液體離子已經在地面上充好電了,這就是為什麼該系統不需要這樣一個空間。
來自立方體衛星上的主要能量源,通常是電池或者太陽能板轉化來的電能,套用到一個郵票大小的結構中。這個薄薄的面板由1000個多孔的聚在一起的類似針狀物的金屬結構製成,並且在每個針狀物上面都有數克的液體離子。通過在針狀物上施加電壓,一個從液體提取離子並加速他們到一個非常高的速度然後強迫它們飛離的電場就被創造出來。這一過程創造了一個足夠強的離子力來產生推進力。
鑒於化學燃料火箭浪費太多的推進劑難以實現飛船速度的靜變化,電力推進器僅僅使用一小點推進劑就可以做同樣的任務。唯一不同的就是時間:儘管電力推進器是非常高效燃料,它還是取決於能量的限制。
迷你推進器是可伸縮可擴展的,它們中數千可能被製造在長的薄的面板上面,從而為一個較大的飛船產生較低但是平穩的加速度。

推進系統

推進力系統——當質量在一個固定方向被加速後推進力被創造——它比基於化學的系統更高效,基於化學的系統每克推進劑只能產生較少的推進力。關於計算機晶片的尺寸,迷你的推進器設計也克服了化學推進器和其他形式電子推進器的尺寸限制,因為它不需要燃燒室來燃燒(化學反應)或者從推進劑提取離子

立方體衛星擁有了可以再次進入地球大氣層並在任務結束後可以摧毀它們自身的推進器(因此防止它們變成太空垃圾),這個推進器設計規定了推進器系統的總體積不超過立方體衛星的10%。

英國通用平台試驗

2010年11月10日,英國航天局展開“英國通用平台試驗”(UKube1)任務的有效載荷競標工作,在這個一年期的試驗任務中,英國將發射一顆微型衛星,攜帶最多3個不同的有效載荷進入太空,測試新型技術,並且開展快速有效的太空研究。
UKube1是英國航天局與工業界、學術界的新型合作項目,是國家“立方體衛星”(CubeSat)項目的試驗部分。低成本、大部分是現貨供應、快速周轉的CubeSat任務意味著這些衛星可以用於推進先進技術研發,促進經濟發展。英國航天局宣布在整個經濟衰退期英國航天工業增長約達10%,達到年均收入75億英鎊。
為UKube1投資的單位包括英國航天局、科技戰略委員會(TSB)和科技設備理事會(STFC)。太空飛行器正通過歐洲“知識轉移合作夥伴”(KTP)計畫,與蘇格蘭的克萊德航天公司(ClydeSpace)和斯特萊斯克萊德大學共同研發。平台研發得到來自克萊德航天公司和科技設備理事會的內部投資。英國最大的航天公司EADSAstrium提供工程與項目管理支持。
UKube1的發射時間是2011年12月1日,將最多選出3個英國供應商製造的有效載荷,至少1個作為備份,參與後續的UKube飛行。

FITSAT-1

FITSAT-1FITSAT-1

2012年10月,英國太空人在國際空間站上成功發射了一顆日本科學家研製的迷你衛星,它猶如人造星辰那樣在太空發出地面上可見的光學信號。

這顆名叫FITSAT-1的小衛星(暱稱“尼哇卡”)是一組立方體小衛星其中的一顆。這組小衛星被國際空間站上的太空人釋放到了繞地球運行的軌道上。這顆迷你衛星可以利用高亮脈衝光束以莫爾斯碼的方式發出信息“你好,我是日本的尼哇卡”。
FITSAT-1上搭載有高功率的LED,脈衝輸出可達200瓦。它發出的光亮如此之強,以至於在地面上可以用裸眼或小型雙筒望遠鏡看到。除了測試在太空中使用光學通訊的可能性之外,這種莫爾斯碼發光並沒有太多實際的用途。

迷你立方體衛星迷你立方體衛星

然而,儘管它搭載有高亮LED,但是當天空多雲的時候是看不到它的。因此,如果你想在本地上空看到它,首先必須要找一個晴朗的夜空。這顆小衛星的實際用途是測試高速數據傳輸,它將把搭載的相機拍攝的圖片傳回地球。科學家相信它可以在6秒內把480×640的JPEG格式的圖片傳回來。
FITSAT-1迷你衛星圍繞地球在北緯51.6度和南緯51.6度之間飛行。它攜帶有一塊釹鐵硼高強度磁鐵,強迫衛星的指向不變,就像太空中的羅盤一樣。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們