放飞希望的希望-2卫星群
HopeSat-2 Satellite Launches
注:本刊所录用的文章中,国外和国内小卫星分类标准略有不同,为尊重原作者研究观点,本刊未作统一,保留了各作者的研究结论。
希望-2卫星“六兄弟”
2015年9月20日,长征-6运载火箭以“一箭二十星”的方式成功将20颗微小卫星送入太空,其中的希望-2卫星(包括希望-2A、2B、2C、2D、2E和2F)由中国航天科技集团公司下属航天东方红卫星有限公司(以下简称“航天东方红公司”)抓总研制。希望-2卫星的成功发射,对我国皮纳卫星技术发展具有重要意义。
希望-2卫星由6颗卫星构成,其中,希望-2A质量为2 8 . 5 k g,希望- 2 B、2 C、2 D质量均为9.7kg,希望-2E、2F(由希望-2B发射的子卫星)质量均为1.3kg,希望-2卫星拥有大气密度探测器、双模四频全球导航卫星系统(GNSS)接收机、甚长基线干涉测量(VLBI)信标机、特高频/甚高频(UV)通信机、激光角反射器等5种仪器。希望-2卫星是航天东方红公司自主创新的成果,旨在验证皮纳卫星技术体系和产品系列,对应用型皮纳卫星进行探索与实践,将进行分布式大气密度测量、精密定轨等试验;同时还将支持开展空间业余无线电活动,使无线电爱好者们可以通过关注希望-2卫星工作的频点,接收和推送相关信息。
希望-2卫星采用一体化设计,电子设备标准化,星载设备通用化,星内设备无缆化,大胆尝试“商用货架产品”(COTS)器件、PC104堆栈等产品和技术,成功突破了分布式大气密度探测、多模异构备份、双频四模融合定位定轨技术、联合精密测定轨技术等一系列新技术。同时,与单机产品研制单位开展联合研制,共同完成单机部组件的设计生产,形成如微型双轴数字太阳敏感器、微机电系统(MEMS)陀螺、微型动量轮、微型电源下位机、微型激光反射器、微型特高频/甚高频天线等实用化的皮纳卫星单机产品,完成了大量技术到产品的转化,极大地丰富了国内皮纳卫星产品的市场;卫星研制团队在完成希望-2卫星任务的基础上,向单机研制单位传递了可复用、可通用、系列化的产品设计思想,引领卫星部组件形成姿轨控部组件系列、测控与通信系列、全球导航卫星系统(GNSS)及定轨系列、星务电子系列、供配电系列、结构机构系列、地面测试产品系列等皮纳卫星系列产品,充分发挥了卫星总体单位的牵引作用。
希望-2卫星的研制和发射成功,标志着皮纳卫星从技术试验到应用实践的跨越。航天东方红公司通过希望-2卫星分析皮纳卫星产品体系顶层构架及产品规格制定标准,遵循开放式、标准化、模块化的设计原则,建立皮纳卫星电接口、通信接口、模块化结构、热和力学等皮纳卫星标准化接口规范并开展相关验证试验,首次为国内皮纳卫星产品体系发展提供了参考。
检测希望-2卫星
希望-2卫星进行总装
希望-2卫星发射成功后,正式开始了飞行试验。此次,卫星采用西安站和北京站的双站测试模式,在第一圈过境时,地面站便接收到了全部6颗星的信号。星星分离后,希望-2E、2F双星的信号第一时间传到希望-2C卫星上,完成了星间的组网通联。
此次希望-2的6颗卫星上装载的特高频/甚高频通信机可以提供业余无线电服务。此型UV通信机具备超低功耗的特点,非常适于皮纳卫星的应用,能够承担星地通信的重要任务。通信机采用业余频段的VHF-GMSK遥测与UHF-AFSK-FM遥控方案,同时具有CW信标、U/V模式线性转发器和星间通信功能。
在轨飞行期间,由UV通信机建立的业余无线电空间电台可向地面发送带有遥测参数的CW信标;此外,地面电台也能通过卫星进行摩尔斯电码、话音和数据的转发通信。新加坡业余无线电爱好者在希望-2卫星入轨的第一圈,首先收到了来自UV通信机的CW信标,随后,中国、美国、日本等国的业余无线电爱好者也顺利采用子星线性转发器完成了通联,转发的语音信号均十分清晰。截至目前,亚洲、大洋洲、欧洲、北美洲及南美洲等地的无线电爱好者都实现了通联。
希望-2卫星无线电频率表
东方红/文