科学家们预言,新世纪里太空科学技术的迅猛发展,将使人类可以更快捷、经济、充分地利用太空中无尽的资源环境,实现太空特殊材料加工、生物育种以及太空旅行、移居外星球等一系列源自科幻小说的美好愿望。
山姆教授不得不说的是,这些愿望的实现或多或少都需要来自卫星的信息和技术支持。
目前,国际航天界正掀起一股“小卫星热”,除了微卫星(重10~100千克)外,还有更小的“纳卫星”(重1~10千克),最小的“皮卫星”(0.2~1千克),只有信用卡大小。
卫星应用产业经过几十年的发展,已经初具规模。卫星应用领域的不断延伸和扩大,已经成为国民经济建设和社会发展不可缺少的重要技术手段,产生了较大的经济效益和社会效益,深刻地影响着人们的生活方式。
在空间环境应用等方面,卫星应用的发展势头尤其迅猛。卫星广播通信、卫星导航技术的应用为现代化社会提供了卫星电话、数据传输、电视转播、远程教育、远程医疗、导航定位等上百种服务,已经成为人类的“神经系统”。卫星遥感应用可以使人们随时随地掌握地球及空间信息,为资源开发、环境保护、传染病防治等提供强有力的手段。
更重要的是,这种微型越来越小,越来越能。
根据专家介绍,重量小于等于1000千克的卫星可归入小卫星家族,不到100千克的称为微卫星,而纳米卫星仅重10千克,未来甚至还可能出现1千克重的皮卫星。虽然它们是卫星家族里的“小个子”,但是作用可不容小觑,它们在通信、对地观测、天文观测、技术试验、科学试验领域都有其用武之地。多颗小卫星,能实现一颗大卫星的功能;一颗大卫星无法完成的使命,多颗小卫星却可以做到。
最有意思的是,小卫星还可以为大卫星伴飞,如国际空间站的INSPECTOR卫星。负责伴随飞行的小卫星,往往沿着近似同心圆的轨道对大卫星“紧追不舍”,忽前忽后、忽高忽低,严密“监视”大卫星的一举一动。专家介绍,它的真实任务是检查大卫星在各个不同时期的工作状态,而其成本往往只有大卫星的几十分之一。大卫星和火箭的分离是否顺畅?进入轨道后是否正常工作?太阳阵有没有及时打开?这些都需要伴飞的小卫星“操心”。据悉,大、小卫星可由多星运载火箭一并带入太空;小卫星也能搭大卫星的“顺风车”,由航天员亲自带出舱后,为飞船和航天员出舱活动拍照摄像,并帮助飞船定向。
发展现代小卫星代表了一种新思想、新趋势。它突破了传统的一星多用、综合利用的设计思路,不追求全面、综合、完美,而是主张简化设计,采用成熟技术和模块化、标准化的硬件,以便实现通用化和组合化,只要不伴随单点失效,则应尽量减少备份或无备份。这就决定了必须下大力气探索和选择新途径,再沿用大型卫星研制的老套子是不行的。
国外在小卫星的开发中很重视率先解决计算机辅助设计和管理等软硬件的集成问题,积极建立各层次设计数据。经验证明,落后的设计、制造工艺和工作环境无法实现小卫星的发展,采用全新的技术途径也必须有现代设计手段的支持。由于用小型卫星组成的星座数量多,因此必须批量生产。美国铱星和全球星的生产采用了全新的方式,20多天就制造一颗卫星,令人耳目一新。
现代小卫星最为特殊的用途之一就是能够比较经济地进行空间技术试验。美国已经采用小卫星进行了多次这样的试验,其中有一种名叫“空间试验平台”的系列卫星水平较高。该系列的每颗卫星重500~180千克,工作寿命1~3年,运行在近地轨道,适应性较强。它可以根据任务需要,在较短时间内完成总装、测试和发射。
美国还于1997年8月和12月发射了“刘易斯”小卫星和“强力二号”小卫星。前者是小卫星技术倡议中的一颗,用于探讨更快、更好、更省的发展方针,后者用于验证多项新的空间技术。
另外,现代小卫星所具有的特点,还决定了它在军事方面可以大显身手。它可根据战场需要及时进行应急发射,即使战后报废也无所谓,因为从一场高技术战争的费用来看,这笔小的支出还是很划算的。正缘于此,一些国家竞相研制形形色色的军用小型卫星。
另据科学家预言,未来“纳卫星”可以为个人所拥有,通过这种“个人卫星”,人们可在家里采集到更多所需信息,极大地丰富人类生活和工作。