現代小衛星的應用及發展

[摘要]文章介紹了現代小衛星的概念和特點，闡述了小衛星在非實時通信及其在特殊環境下的應用，以及在國內外的發展前景。

[關鍵詞]現代小衛星 存儲-轉發 非實時 數據傳輸

衛星技術經過幾十年的發展已經成功地在社會、經濟、軍事、科研等許多領域為人類帶來了可觀的社會效益和經濟效益。在過去的幾十年中，大容量、多用途、長壽命、高效率的大型衛星一直是衛星發展的主流。然而，大型衛星的研制周期長、費用高、技術復雜、風險大、發射費用高，在很大程度上限制了它的應用和發展。因而，成本低、性能高、方便靈活的小衛星越來越受到人們的重視。進入20世紀80年代以來，在發展大型衛星的同時，衛星小型化已成為當今國際航天器研制領域一個不容忽視的趨勢。隨著微波與衛星通信技術的不斷發展成熟，現代小衛星以其自身的優勢在通信各個領域都有了廣泛應用和發展。

現代小衛星概述

1.現代小衛星的概念。實際上小衛星在航天事業的早期就有了，衛星發展最初就是從簡單小衛星起步的。為了區別早期發射的小型衛星，目前的小型衛星統稱為現代小衛星。

2.現代小衛星的特點。目前，現代小型衛星技術的發展如火如荼。它具有許多大衛星所無法比擬的優點。

發射方式靈活，能夠機動發射，生存能力強，能適應未來的戰術作戰的需要；體積小，重量輕，既可以利用大型衛星發射火箭的剩余能力進行搭載發射，也可以一箭多星發射或用廉價火箭發射，從而大大節約發射費用；采用成熟、先進的技術，運用科學的管理手段，加之可以多種方式發射，因此小衛星的研制和發射成本低，系統投資少；結構簡單、設計研制開發周期短、制造要求條件不高，可以采用標準化星體和模塊化設計，從而可以批量生產和存儲，便于即時發射和補充。國外一些航天大國的現代小衛星，從立項研制到發射，一般僅需要一兩年時間。技術性能高，主要體現在衛星各分系統本身和有效載荷兩方面。更為重要的是，由小型衛星組成的星座，使大型衛星也甘拜下風。許多小型衛星的編隊飛行，相對于一個大型衛星。每一顆衛星既能獨立完成自己的任務，還可以在太空中對其進行改裝。

從上述種種優勢不難看出，小衛星走俏太空使航天技術發展的必然。上世紀80年代末期以來，國際上出現了小衛星熱潮，而且有愈演愈烈之勢。它代表了當今空間技術發展的一種新趨勢，受到了世界各國航天界的普遍重視。

3.小衛星應用于通信。小衛星一般在低軌道使用，成本低，特別適合稀路由，非實時、低成本通信應用，在眾多通信手段中具有很強的競爭力。

小衛星在軍事方面的應用前景非常廣闊，是占領空間制高點奪取戰爭勝利的重要手段，主要應用在軍事偵察和監視軍事通信與導航、軍事氣象和海洋環境監測、空間攻防等方面。

農村郵電通信，我國約有24萬行政村，目前仍有相當數量的行政村無法實現通電話，甚至有些邊遠地區無法通郵。采用小衛星存儲轉發技術就可以解決幾千萬甚至上億人的通信問題。

邊防哨所的通信，我國的邊防線很長，大部分處在人煙稀少甚至沒有人跡的山區，邊防哨所與總部通信相當困難，有時會因為突發事件，造成大的損失。解決邊防通信的最好辦法是在邊防哨所配備衛星終端設備，采用小衛星存儲轉發通信可以解決這一問題。

大海、大江漁船的通信，茫茫大海看不到邊，濤濤江水望不到頭，遠洋船隊或出海漁船，需要時刻保持與陸地的聯系，否則船隊出現問題，不堪設想。所以在船上安裝衛星通信終端，可以保持與陸地通信聯系，甚至通過接收衛星遙感數據確定魚群的位置，來提高生產效率。

在勘探和探險中的通信，勘探隊和探險隊如采用衛星存儲轉發通信，可以及時將采集到的信息傳送到總部，并及時得到總部的指示。

各種應急通信系統，對自然災害，如地震、水災、森林大火等，通過衛星存儲轉發通信系統可以立即架設通信終端，建立通信網絡，及時與外界建立通信聯系，取得外來援助，以減少損失。

提供個性化服務，由于國家開放了數據業務經營權，國內許多ISP公司的用戶提供因特網及其增值業務。例如，通過衛星可以對移動用戶、勘探隊、探險隊和臨時性用戶提供電子郵件存儲轉發業務及其他個性服務。對一些特殊用戶感興趣的地區提供遙感圖像和數據，如對登山隊及探險隊提供特定地區地面積雪和水文情況等。

小衛星不但在民用通信、遙感氣象、地球科學、空間科學、行星探測、技術驗證等領域獲得了廣泛應用，在商業和軍事方面的應用更是成為各國致力發展和研究的重點。

4.小衛星的發展。20世紀80年代以來，國際上微小衛星的發展十分迅速。目前世界上已有十多個國家涉足小衛星研制領域，美國、俄羅斯、法國、英國和意大利都有自己的小衛星平臺或星座。印度、韓國、瑞典、丹麥、巴西、西班牙和以色列等許多小國家也都以研制小衛星為切入點，帶動航天技術的發展。

近幾年來風起云涌的移動雙向個人通信市場，推動著小衛星的飛速發展。利用由小衛星星座構成的通信衛星網實現個人持機雙向移動通信，不僅可以用于話音通信，還可用于傳送數據、傳真、圖像和尋呼信息以及定位等。另外它還具有手持機發射功率低、延遲小、沒有死角等優點，市場應用前景十分廣闊。

我國已經成功發射的現代小衛星有“試驗衛星一號”“納星一號”、“創新一號”等，將在光學成像觀測和環境、資源、水文、地理勘察及氣象觀測、科學實驗、交通運輸、環境保護、防汛抗旱等數據信息傳遞中發揮重要作用。

“超小型衛星”的試驗，目前也正在進行之中。如果一切順利的話，三年后，制造商將會制定可行的開發計劃。隨著政府機構、公司、大學、社區甚至富有的個人紛紛加入小衛星應用的行列，未來小衛星必將擁有無限風光。

總之，小衛星的發展與應用已引起世界航天界的廣泛重視。小衛星以其成本低、質量輕、體積小、技術先進、研制周期短等特點，將有更廣泛的應用前景。

參考文獻：

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作者單位：西安鐵路職業技術學院陜西西安