[科普中国]-你不知道的航天新知识——立方体卫星技术

近年来，随着人类对航天事业的研究不断深入，为弥补传统卫星制造成本高昂、研发周期长等缺陷，具备多载荷适配性的低成本航天器平台——立方体卫星应运而生，并得到了广阔的应用。

1999年，立方体卫星的概念被提出，目的是提供一款研制时间更短、成本更加低廉，发射入轨更方便并能够保持较高发射频率的纳卫星设计。

接下来，就让我们了解一下立方体卫星系统吧。

立方体卫星的系统包含结构热控系统、星务系统、姿态控制系统、通信系统以及电源系统。

首先，结构热控系统中的材料选择是立方体卫星质量和刚度的关键，一般采用铝合金。卫星热控技术又分为主动热控和被动热控，后者比较简单，有技术简易、工作可靠和不消耗能量等优势；其次，星务系统是立方体卫星的管理者，目前使用较多的立方体卫星星务系统是低功耗商用器件；姿态控制系统简单来说就是确定和控制卫星的姿态；立方体卫星的通讯系统多采用传统硬件结构收发信机，目前该模块已朝着数字化发展；立方体卫星电源系统包含了能源获得、能源控制和能源储存。

目前，立方体卫星技术已经应用于多个领域：

一、观测地表信息

在观察地表信息的时候可以采用三单元立方体卫星。三单元立方体卫星的图像呈现十分清晰，地面观测范围较大。立方体卫星现在分布在各个轨道以及极地区域，数量已超过一百颗。立方体卫星每24小时输送一次图像信号，控制系统进行收集，从而对各个区域的地理特征进行分析。

二、验证新卫星性能

科学家们已经研制出新型的卫星对接技术、交汇技术等。第一颗卫星进入轨道后，可以发射第二颗立方体卫星，使后一颗卫星围绕前一卫星运转。立方体卫星系统安装了传感装置，便于固定两颗卫星的位置。卫星对接技术对航天事业的发展有着重要作用，一旦技术成熟，可以为航天器提供探测服务。

三、探测未知空间

航天探测就是想要开发人类未知的领域，立方体卫星的存在刚好可以满足航天探测的需要。许多国家都已开始进行立方体卫星探测项目，空间探测时至少需要五十颗以上的立方体卫星，形成完整的卫星系统。

四、植物受影响实验

植物的生长状态在地球和外太空有着很大的差异，需着重分析重力对植物的影响因素。将立方体卫星技术应用在植物所受影响的实验中，可利用电磁信号记录植物的生长过程，并将收集到的信息传给地面空间站。

随着我国立方体卫星技术的发展，其研究、开发和应用必将获得更好的发展，成为我国航天强国建设道路上的一个亮点。

本文由北京信息科技大学通信学院副教授李红莲进行科学性把关。

新华网科普事业部

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