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目前 , 世界人造地球卫星正朝着两个方向发展:一是发展综合性大功率大卫星 , 二是发展轻型小卫星 。 人们往往更关注大卫星 , 但小卫星也有其不可替代的独特优势 。
小卫量的突出优势
从人造地球卫星的发展历史来看 , 发展小卫星并不是什么新鲜事 。 1957年发射的世界上第一颗人造卫星是小卫星 。 后来 , 随着冷战时期卫星应用需求的扩大、运载火箭发射能力的提高和军事预算的增加 , 在20世纪80年代中期以前 , 大型卫星成为卫星发展的主流 。 与此同时 , 大型卫星技术复杂、研制周期长、研发制造成本高、风险大等弱点逐渐显现 。
在这种形势下 , 随着冷战的结束、军事预算的削减和高新技术的进步 , 特别是新材料、微电子、MEMS、高效能和计算机、仿真等技术的迅速发展 , 世界上第一颗卫星升空30年后 , 航天领域在发展大卫星的同时 , 开始关注卫星的小型化 , 同时发展小卫星的情况 。
【卫星|卫星的发展历史,它似乎正在像两个“极端”开始发展!】
然而 , 目前小卫星的发展并不是早期小卫星的简单回归 , 而是一次质的飞跃 。 新一代小卫星 , 也称为现代小卫星 , 是按照更好、更经济和更快的原则研制的 。 它出现在一个新的科学技术基础和一个新的生产力水平上 。 它的技术强度和功能密度得到了极大的提高 , 正在推动卫星技术的深刻变革 。 高度集成和轻量化技术的迅速发展也为小型卫星的繁荣提供了条件 , 促进了科学仪器和设备组件的小型化 , 如星载遥感器、探测器、转发器和照相机 , 并使其小型化和强大化 。 它们被广泛应用于通信、遥感、天文、实验等诸多方面 。
现代小卫星不仅具有体积小、重量轻、技术含量高、性能好、可靠性强、研制周期短、制造成本低、发射灵活、不易被摧毁等一系列优点 , 而且能够迅速采用新的技术成果 , 易于改造 , 开发规模小 , 生产效率高 , 适应性强 , 易于管理 , 风险低 , 因此具有广阔的开发应用前景 , 越来越受到人们的青睐 。
它可以被单个卫星使用 , 推动地面站向小型化、标准化、移动性和灵活性方向发展 。 例如 , 美国空军在1990年5月发射的两颗重68公斤的多址通信卫星发挥了重要作用 。 又如由66颗小卫星组成的铱星通信系统和由48颗小卫星组成的全球卫星通信系统在近地轨道形成了全球网络 , 它不仅可以取代三颗均匀分布在赤道上空地球静止轨道上的大型通信卫星的功能 , 还可以覆盖地球两极地区 , 实现真正的全球通信 。
1999年美国的运载火箭多次失败宝贵的大型卫星也被摧毁造成数十亿美元的损失 。 当时一些航天专家指出如果用几颗小卫星代替一颗大卫星风险可以分散可以相互备份 。 即使在发射或在轨运行期间有个别牺牲 , 也不会造成伤害 , 对整个卫星系统几乎没有影响 。
如果一颗卫星在太空中发生故障 , 只要发射一个辅助网络 , 它就可以被填满 。 大型卫星的损坏不仅会造成巨大的经济损失而且会影响所覆盖地区的社会秩序 。 例如 , 1998年5月19日 , 美国“银河”4号通信卫星突然发生严重故障 。 结果 , 美国90%的寻呼机无法工作 , 一些银行、电视广播和服务系统无法正常运行 。 可见利用小卫星群\"十保一\"比大卫星\"十保一\"可靠得多 。
小卫星技术也推动了空间探测器的小型化 , 并取得了良好的效果 。 以前的深空探测器 , 如伽利略的木星探测器和卡西尼号的土星探测器 , 都花费了数十亿甚至数十亿美元 , 给空间探索活动带来了困难 。
为此 , 美国在20世纪90年代开始研制小型深空探测器 , 并取得了意想不到的成果 。 例如 , 1997年在火星软着陆的“火星探路者”着陆器只有360公斤重 。 它还搭载了一艘重达10公斤的火星探测车 , 尽管其成本仅为20世纪70年代“海盗”火星着陆器的五分之一 ,
但是它返回了大量有用的数据 , 这些数据可以用高质量和低价格来描述 。 美国探月者号于1999年7月31日撞击月球 , 重达295公斤 。 在坠机前的轨道飞行中 , 它在月球上发现了大量的水冰 , 当时在全世界引起了轰动 。
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