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6U卫星：正在悄然举行中的手艺革命
2018-12-06 / 阅读次数：2063
泉源 | 星际航行（ID：human_deep_space）
作者 | 想飞的嘉菲猫
近几年，立方卫星的生长势头很是迅猛，在2014年左右，3U立方体卫星泛起大规模发射浪潮，其中体现最突出的是美国“行星试验室”研制的Flock光学卫星群，数目抵达上百颗。另外就是Lemur“狐猴”卫星群，现在也已经发射了48颗入轨，该卫星的功效是使用GNSS掩星探测方法研究大气特征参数，并举行AIS海上航船运行的监视。
2015年以后最先泛起了6U级别的立方体卫星，下面就是自2015年至今的6U卫星发射情形一览表。
表1：2015年至今全球发射的6U立方体卫星一览表
从表1中可以看出6U级别的卫星重量基本在6~13.5kg之间，随着时间的推移，6U级别的卫星发射数目上升很快�Ｋ剂康�6U平台这个重量与体积的容纳能力，已经可以执行重大性高一些的使命，泛起了一些令人惊讶的应用功效。这些功效在以往只泛起在百公斤以上量级的卫星上。美国在该领域可以说是领跑者，不但发射的6U卫星数目多，起源最先组成星座（CICERO星座），一些高端的卫星功效也执偾美国举行手艺探索和实践。其他国家（包括中国）现在仍处于手艺试验和探索的阶段。
以下卫星值得我们举行关注，包括：CICERO卫星星座，MarCO火星通讯中继卫星，Landmapper-BC多光谱宽视场遥感卫星，Arkyd 6A红外遥感卫星，HaloSat X射线天文卫星，RainCube Ka波段雷达手艺试验卫星，ASTERIA空间望远镜卫星。
1、 CICERO卫星
图1 CICERO 6U立方体卫星效果图
CICERO卫星英文全称：Community Initiative forContinuing Earth Radio Occultation，意译为：地球一连无线电掩星的社群立异。
CICERO凭证妄想要组成一个地球低轨星座用于GPS或Galileo信号大气掩星探测，以及GNSS信号外貌反射探测，系统的总目的是为气象学家提供要害丈量数据，数据产品包括高精度的大气压力、温度和湿度数据，电离层中电子漫衍的3D地图，海洋和冰盖的差别特征，该卫星最基本的功用就是天气预告，天气研究和空间天气监视。
CICERO系统妄想要发射24颗地球低轨细小卫星，举行GNSS掩星探测。星座轨道情形如下：初始入轨卫星为500km的圆轨道，最终入轨卫星为750km的圆轨道。轨道倾角最先为72º，后续将添加28º倾角的轨道，星座的轨道设计会针对最多的全球掩星事务时机举行优化。
GeoOptics公司原先将CICERO卫星设计成115kg的细小卫星，使用TriG GNSS-RO载荷搭载在FORMOSAT 7卫星上举行航行，在随后的生长中，GNSS-RO载荷小型化功效显著，使得卫星可以设计得很是小，酿成一颗6U的卫星，制作者酿成了Tyvak纳星系统公司。
2 、MarCO A, B (Wall-E, Eva)卫星
图 2 MarCO A, B卫星
全称：Mars Cube One，火星立方一号。是一个双星使命，和Insight火星着陆器一道发射，在“洞察者号”着陆时代，将着陆器获取的数据实时回传地球。由于当“洞察者号”着陆历程中，MRO、MAVEN和 Mars Odyssey等火星轨道航行器不在合适的位置上，无法为“洞察者号”传输数据。这两颗6U的小卫星又名是Wall-E和Eva。
MarCOA, B卫星由NASA的JPL认真制作。它们装置了两块睁开式太阳电池阵，和一个睁开式X波段天线和UHF波段天线，UHF链路用于吸收Insight的数据，码速率8kbps，X波段链路用于将实时数据回传地球深空网络，码速率也是8kbps。
每个MarCO卫星上装置了一台彩色宽视场工程相机，用于确认高增益天线处于睁开状态�？硎映∠嗷涤�138°对角视场，每颗MarCO卫星还带有一个窄视场相机，视场角6.8°，指向UHF天线，两台相机的图像巨细均为752×480像元。
两颗MarCO卫星均装有推进装置，内含推进剂储箱，管路、推力器和敏感器，装有4台25mN推力器，使用R236FA氢氟碳气体作为推进剂。
在为“洞察者号”着陆器传输完着陆数据后，两颗小卫星掠偏激星轨道，继续在行星际空间航行，它们还将造访一颗小行星天体。
3、 RainCube卫星
图 3 RainCube卫星
RainCube卫星是一个手艺验证项目，由NASA的JPL认真开发、运行。这是一款微型化Ka波段大气雷达，接纳立方星平台研制，它具有低本钱，快速转换姿态的能力。
RainCube使命将研发、发射并运营一个35.75GHz频带的雷达，将这个雷达载荷置于6个单位的立方体卫星上。该使命将验证一个全新的架构，验证Ka波段雷达和超紧凑压缩的Ka波段雷达睁开天线，完成在轨验证。RainCube使命还将验证雷达载荷在立方卫星平台上实现的可行性，这种新型卫星将有助于实现卫星组网，具有在天气科学及气象预告方面的潜在应用价值。
4 、Landmapper-BC卫星
图 4 Landmapper-BC卫星
Landmapper-BC卫星由Astro Digital（曾用名Aquila Space）公司研发，是一款基于6U立方体平台的遥感卫星，该卫星的开发基于Perseus-O卫星。
这款卫星的特征是宽笼罩，多光谱（红、绿、近红外谱段）成像遥感卫星，像元地面区分率为22m。
AstroDigital妄想发射8颗该型卫星举行全球组网，实现对全球逐日更新多光谱影像。该项目的前3颗卫星均发射失败，直到2018年1月份才实现乐成发射。
5、 Arkyd 6A卫星
图 5 Arkyd 6A卫星
Arkyd6A卫星是Planetary Resources公司研制的验证性纳卫星，试图在6U平台上装置Arkyd-100载荷，使之成为小行星探测天文卫星。
这一卫星是为Arkyd-100卫星做在轨验证试验，其焦点手艺是探测富含水分的小行星。其载荷主要包括中波红外成像系统，可以准确丈量被视察物体的温度，可以获取与水分相关及含水物质的要害数据，该卫星系统将首先瞄准近地小行星举行应用。
6、 HaloSat卫星
图 6 HaloSat卫星
HaloSat卫星是一颗天文卫星，用于研究热银河光环。
这是一项天文物理科学视察使命，探测银河系中热气体的漫衍情形并确定它们是否填满了特另外光环，亦或是光环对星系的总体质量没有孝顺？它将从星系光环中丈量氧气的发射谱线，HaloSat卫星作为专用的装备，设计出一套视察战略实现光环信号的最大化同时将太阳风充电、交流互动与太阳系之间远景最小化。
卫星载荷包括3个XR-100SDD型X射线探测器，这些X射线探测器接纳硅基位移探测器。属于商业货架产品，来自Amptek公司，3个备份的探测器装进了SDD、X射线准直镜、防同步罩等电子装备中。使命的基本目的需要两个探测器可以正常事情，最小化的使命目的只需一个探测器正常事情。
卫星由蓝色峡谷手艺公司基于其研制的XB1平台举行研制。
7、 ASTERIA卫星
图 7 ASTERIA卫星
ASTERIA卫星全称Arcsecond Space TelescopeEnabling Research in Astrophysics，中文意为：天文物理的角秒级空间望远镜使能研究项目。这是一项手艺验证和科学使命，该项目的开发致力于极大提升立方体卫星手艺能力并应用于空间天文学探测。该卫星由MIT和NASA的JPL团结设计开发。
ASTERIA是MIT和Draper试验室最早提出的看法：3U立方体卫星ExoplanetSat的延续。ASTERIA项目是在MIT和JPL出资下搞的员工早期培训妄想。JPL认真全项目治理，系统工程，姿态确定和控制，飞控软件，航行器制造总装、测试在轨运营等事情。航行硬件按妄想于2016年最先投产，发射妄想于稍后一些开展。
ASTERIA的使命目的是角秒级视线姿态精度控制，同时实现高稳固度焦平面温度控制，这些手艺将有助于较高的光度计丈量实现。对恒星高精度的光度计丈量，这一数据将对研究恒星运动，寻找太阳系外行星，以及其他天体物理征象研究具有主要影响，
ASTERIA是一颗6U立方体卫星，重量12kg。运行于近地轨道上，载荷由一组镜头和遮光板组成，敏感器件为CMOS器件，焦平面上装置了两维度压电陶瓷驱念头构，一套商业动量轮用于粗姿态指向控制，姿态准确指向由星敏感器跟踪目的恒星，并由两维压电陶瓷驱念头构来实现。准确温控通过将载荷与卫星平台举行隔离，被动冷却探测器，并使用加热器实现温度细小规模控制来实现。
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