让世界惊艳的小卫星

肖溪树

人造卫星发明，把人类带进了一个崭新的太空时代，浩瀚的太空见证了人造卫星60多年的非凡历程。如今，庞大的“卫星家族”中，有一类小巧玲珑的卫星系列正异军突起，并有望成为未来国际航天发射的主力军。

“鸿雁”让通信无死角

智能手机的普及，让我们充分感觉到了现代科技的魅力，然而在信号覆盖不到的地方，人们难免会出现一些无奈：“您呼叫的用户不在服务区！”即使你有天大的事情，没有信号也是白搭。

我国地域非常辽阔，自然地形十分复杂，地面网络覆盖还存有“盲区”。而要消灭信号“盲区”，单靠地面基站来解决存在一定的局限性，如在沙漠地区、偏远山区以及原始森林等区域建设地面基站十分困难。

我们实际的“鸿雁全球卫星星座通信系统”以星间链路实现卫星空间组网，力求在天基上建立网络全覆盖，从而解决通信的死角问题。“鸿雁”是一个全球低轨卫星星座通信系统，基网络服务将不受空间和地域的限制，因此可以用沟通连接万物，从而让世界永不失联。

该系统由54颗核心骨干卫星组成，同时用270颗小卫星进行补网，从而形成一个由324颗卫星组成的星座。该系统将运行在距离地球1100千米的轨道上。

按照计划，首颗试验星将在2018年年内发射升空。整个系统主体预计在2023年建成，届时可为用户提供全球无缝覆盖的数据通信和综合信息服务。有了该系统，我们只要手持一部智能手机就可以走天下了，无论是沙漠还是高山。

从卫星应用的角度来讲，该系统支持用户从地面网络切换到卫星网络，且不会改变用户的体验。同时，可实现全天候、全时段以及在复杂地形、条件下的实时双向通信能力，并为个人野外通信、安全和救援提供帮助。

知识链接

按照卫星的个头（质量）大小，通常将小于1000千克的卫得称为广义的小卫星，具体又可细分为小卫星、微小卫星、显微卫星和纳米卫星，如将500～1000千克的卫星称为小卫星，100～500千克的卫星称为微小卫星，10～100千克的称为显微卫星，小于10千克的称为纳米卫星。

相对于大型卫星，小卫星的研制周期短、功能密度高、性价比好，还具有高度集成化的特点，可以快速实现设计、制造、发射、在轨运行的全过程。

小卫蚝发射平台十分灵活，甚至在飞机上也能发射。小卫星一般运行在距地2000千米以内的近地轨道，其能量利用效率要比高轨卫星高很多。但低轨小卫星不如高轨卫星的覆盖面大，因此需要使用多颗低轨小卫星组成的星座来实现移动通信和增加系统容量。

“虹云”让Wi-Fi全覆盖

说到Wi-Fi，同学们不会感到陌生吧！作为一种无线网络传输技术，Wi-Fi可为智能手机、平板电脑和笔记本电脑提供无线上网服务。

然而，由于受到地理环境等因素的影响，目前世界上仍有一半的人口不能享受网络生活。在太空建立互联网，不仅可以弥补地面互联网的局限性，而且有望实现网络无差别的全球覆盖。我国实施的“虹云工程”就是在这样的背景下应运而生的。

“虹云工挰”是一种基于小卫星的低轨宽带互联网接入系统。在全球范围内，太空互联网也是一个竞相开发的领域。我国的“虹云工程”把小卫星、低轨、宽带有机组合在一起，这是中国天基互联网构想的一大亮点。

“虹云工程”计划射156颗小卫星，运行在1000千米的低轨道上，从而构建一个星载宽带全球互联网络。“虹云工程”定位的受众对象主要为集群的用户群体，如飞机、轮船、野外场区、无人驾驶行业以及一些偏区等。

根据计划，第一颗技术验证星在2018年年内发射。预计到2022年，“虹云工程”将完成156颗小卫星星座的部署，届时将为人们提供“星链”Wi-Fi服务 。

无论你身居何处，该星座的天基Wi-Fi将会让你享受到高品质的网络生活。

“天眼”让世界为之喝彩

从“神舟七号”伴星到“天宫二号”伴星，从“悟空”号小卫星到“墨子”号小卫星，从新一代北斗导航卫星首发星到会跳“华尔兹”的碳卫星……中国打造的—批小卫星“天眼”，足以惊艳全世界！

在“神舟七号”飞船上放飞的小卫星，质量虽然只有40千克，但对航天器的空中定位、变轨、调姿、对接等意义重大。“天宫二号”的伴星虽然只有47千克，但可以对大型飞行器进行科学探测及状态监控。

“悟空”号作为我国第一颗空间天文卫星，同时也是世界首颗暗物质粒子探测卫星。“悟空”号用400千克的平台托起了1.4吨的载荷，自然为太空“取经”装上了不一般的“火眼金晴”。

“墨子”号作为世界首颗量子科学验卫星，担负有不同寻常的科学使命。“子”号的质量只有620千克，但在空间子通信实用化试验方面取得了重大突破。

我国发射的新一代北斗导航卫星首发星，从原来的几吨重量“瘦身”到850千克。但首发星突破了多项关键技术，大幅度提高了整星的系统集成度，标志着我国北斗卫星导航系统从区域走向了全球。

“碳衛星”作为我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星，质量只有620千克，但其拥有的超凡“视力”开启了其不平凡的“碳”秘之旅。“碳卫星”之所以会跳“太空华尔兹”.只不过是为了把二氧化碳测得更准而不断变换“姿态”罢了。

科学家为了赋予“碳卫星”超凡的“视力”，为其设置了5种观测模式和十余种指向模式，并且还为其配备了极其复杂的姿态指向控制系统，以实现不同模式间的自动切换，这样看上去就好像卫星在跳“太空华尔兹”—样。