小卫星有大作用

微小卫星身材小、功能大，对航天事业发展非常有帮助。作为主航天器飞行的伴侣，微小卫星离得近、看得真，有“近水楼台先得月”的位置优势，可以作为主航天器的安全辅助工具。那么，什么样的卫星是微小卫星？

目前主要按照英国萨瑞大学提出的方法对卫星进行分类：质量小于100kg的卫星为微小卫星。其中，10kg到100kg的为微型卫星，1kg到10kg的为纳卫星，1kg以下的为皮卫星。

随着技术的发展，卫星的功能越来越多，大卫星的研制成本越来越高，随之而来的风险也越来越大。由多颗微小卫星以组网或编队方式形成的微小卫星星座不仅能完成单个大型空间飞行器的功能，而且可以大幅降低成本和风险。

微小卫星在功能与用途上跟传统卫星比没有太大不同。它们绝大部分都是在离地表高度1000km以下的低轨运行。微小卫星的研制不需要庞大的研发队伍，往往几个人或十几个人就能完成，成本能降到传统卫星的几分之一到几十分之一。

伴随“天宫二号”飞行的微小卫星

发展迅速

早在1990年，美国就用“侦察兵”火箭一次发射了两颗质量各为6.8kg的“多路通信卫星”，这是微小卫星的雏形。从20世纪90年代开始，美国就着手研制微小卫星作为伴随卫星。

我国是第二个掌握伴随卫星技术的国家。2008年，神舟7号载人飞船就发射了伴随卫星，它由中科院上海微小卫星工程中心研制，采用两舱结构一体化设计，用轻型镁合金材料作为主结构框架，整星质量不超过40kg。它在4×8km的椭圆轨道上环绕飞船轨道舱飞行，相机携带广角和长焦两个镜头，能捕捉4m至2km内的清晰图像。

近十年来，电子设备、计算机和信息技术的发展使得新一代微小卫星在体积和质量减小的同时，性能和应用能力得到大幅提升。另外，得益于太阳能电池片效率的提升和电子产品的小型化，微小卫星的供配电系统性能也得到很大提高。

目前，搭载发射和一箭多星已成为运载火箭发射的主要方式，例如2015年我国利用长征六号火箭成功实现1箭20星发射，这种密集的发射模式降低了微小卫星的发射成本，提高了大规模批量化部署的能力，进一步推动了微小卫星的产业化发展。

活跃在宇宙中

目前全球有300余颗多种用途的现代微小卫星在轨运行，它们奋战于各个领域。

1.QSAT卫星

QSAT卫星是日本九州大学研制的微小卫星，长度不足50cm，质量不足50kg。该卫星用于探测地球南北两极附近的离子分布状况。

QSAT安装有太阳敏感器、三轴磁强计和陀螺，最大的特色是它的姿态控制。在太阳光照区域，通过三种敏感器的数据融合获得姿态信息；在太阳阴影区，通过磁强计和陀螺的测量进行姿态确定。从地面仿真实验来看，它的姿态控制能力非常强。

2.CubeSat卫星

CubeSat是由包括中国在内的多个国家的研究机构和大学共同参与的卫星项目，同时也是该类微小卫星的统称。

目前，该项目有超过30所大学和研究机构参与，制订统一标准，由专门机构统一发射。从2003年到2016年，一共进行过9次集中发射，释放了40多颗CubeSat，其中包括挪威科技大学的nCube和东京大学的CubeSatVI等。

nCube卫星

CubeSatVI卫星

3.Orion和Emerald卫星

猎户座-绿宝石计划是美国航空航天局支持的卫星编队技术的验证项目，由一颗质量为35kg的Orion卫星和两颗质量为15kg的Emerald卫星组成，在轨道高度为500km的圆轨道运行。

该任务的目的是演示验证实现卫星编队飞行所需的几项关键技术，包括姿态确定技术以及多颗微小卫星协同控制完成预定义的编队构型技术等。（据科学大院、中国数字科技馆）