纳米卫星:“人小鬼大”的空天装备

上传者：网友
|

翻新时间：2023-08-06

收藏到账号

全屏

纳米卫星:“人小鬼大”的空天装备

纳米卫星，又叫纳星，通常指质量小于10千克、具有实际应用价值的卫星。纳米卫星由于体积小、成本低、可快速发射和批量生产、隐蔽性好、生存能力强，特别适用于未来空天战争和信息化战争，具有巨大的军事应用价值。

纳米卫星诞生于实际需要

一般意义上，我们将卫星按特定质量级别进行区分，一般质量在10～100千克的称为微型卫星，而质量只有1～10千克的小卫星，就被称为纳米卫星。随着运载火箭推力的提升以及卫星技术的发展，大型多功能卫星开始出现，大卫星的制造需要高昂的成本，其发射风险也大大增加，一旦发射失败将会造成严重的损失。因此，低成本、易发射的微小卫星技术的发展又被正式纳入议题。

对于纳米卫星技术的研究可以追溯到1984年美国国防高级研究计划局的全球低轨道信息中继计划。与传统的卫星发展方式不同，该计划在不到一年的时间内就成功制造了一颗数字式中继卫星，花费只有100万美元。受限于当时的材料技术和设计制造能力，该星的体积和质量依然较大，但它通过航天飞机在空天成功发射，并迅速完成了职能使命，标志着微小卫星技术重新得到了航天界的重视。

纳米卫星的概念最早由美国宇航公司于1993年提出，卫星整体由分层的半导体芯片和微型仪器以及其他分系统组成，未来质量可以降低到0.1千克以下，通过卫星组网可以实现空间大范围绘图和地面战场导引等诸多功能。可以说，纳米卫星是卫星设计思想上的一个巨大变革，成为各国广泛关注的新技术。未来信息化条件下局部战争在时间上的突发性、爆发地点的不确定性等战况，尤其需要各国根据需要应急发射小卫星。纳米卫星的这一军事应用价值也引起了各航天大国的高度关注。

各国竞相发展的航天界“新宠”

与其他类型的卫星相比，纳米卫星的优点在于质量轻、体积小巧、便于设计研发、可以平台化集成、制造周期短并且成本低廉。而且还可以通过各种先进的卫星通信系统直接操作卫星，是各国竞相发展的航天界“新宠”。

为降低发射费用，纳米卫星常采用一箭多星的发射方式进行发射。目前已经发射的纳米卫星包括：俄罗斯的SPUTNIK-2卫星、美国的AUSat卫星和PICOSAT卫星以及英国的SNAP-1卫星等。纳米卫星质量虽小，它的功能却不少。美国斯坦福大学研制的QuakeSat卫星可以使用磁力计对高空的低频磁场等进行研究，用以对地震进行分析预测。日本东京大学的XI-IV纳米卫星就使用CMOS相机对地球和太阳影像进行拍照。英国萨瑞公司的SNAP-1型卫星可对其他卫星拍照，用以判断在轨航天器的完好状态和工作能力。挪威科技大学等组织共同研发的nCube卫星可以接收船只的广播AIS信号，提供船只的方位、位置等信息，确保船舶航行安全。此外，纳米卫星组成的卫星网络在应急通信领域也具有巨大的潜在优势。

或将对未来空天行动产生重大影响

目前，纳米卫星技术研究及相关组网技术是卫星技术研究的重点，相关技术可以在军事侦察、地质勘探、灾害预防和科学实验等领域发挥巨大应用，或将对未来的空天技术发展产生极其深远的影响。

研究表明，只要在太阳同步轨道上等间隔地布置一定数量的纳米卫星，就可以在任意时刻对地球上的任何地点进行连续监视和干扰。由于纳米卫星具有良好的分散性和集成组网特性，即使少数纳米卫星受到攻击而失灵，也不会使整个卫星作战网络瘫痪。同时，纳米卫星成本低、体积小，可批量生产、快速发射，在卫星组网领域具有较好的灵活性，成熟的平台化技术也可以大大扩展其应用范围。例如，在纳米卫星平台上集成低分辨率相机，对相同地区连续多次拍照，就可以集成为高分辨率图像。

除此以外，纳米卫星还可以应用于未来教学与空天科研实验。由于系统复杂度大大降低，研发费用较少，科研人员可以像组装电脑一样按照需要组装卫星，并可以实现卫星编队飞行、太阳风、地磁场等领域的空天实验。

虽然纳米卫星体积小，功能目前比较单一，但其具有灵活的机动性和组网能力，可一次发射多颗直接组合，一旦组成卫星网络，其作战效能可远大于单颗大型卫星。可以预想，在未来的某一天，将上演一场基于这种“人小鬼大”的纳米卫星技术的“星球大战”！