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美国悄然兴起手机“变”卫星技术

继美国航天局发射3颗以智能手机为主体的微型卫星后,一家名为行星资源公司的美国企业也宣布,将发射类似尺寸的卫星,为太空开采矿藏做准备。

这家企业的一名副总裁说,他们打算2014年初把一组卫星送入轨道,测试未来在小行星勘探矿藏的相关技术。

“玩”手机

借助轨道科学公司的运载火箭,美国航天局2013年4月21日把3颗手机卫星送入近地轨道,距地球表面大约240公里。

这些手机卫星由位于硅谷的航天局下属艾姆斯研究中心制造,分1.0版和2.0版,后一版本增加了太阳能电池板和双向无线电通信能力,这意味着卫星可以接受地面控制指令。

2.0版卫星造价约7000美元,命名为“亚历山大”;而两颗1.0版卫星每颗造价约3500美元,分别名为“格拉汉姆”和“贝尔”。合起来是亚历山大格拉汉姆贝尔,这是第一个获得电话专利的发明家的名字。

卫星的核心部件,就是消费者可以在商店购买的上市手机,研究人员不做硬件功能改装。主持研究的艾姆斯中心工程师詹姆斯科克雷尔说:“智能手机制造商花费巨额研发资金,制成功能非常强、速度非常快的微处理器,而且(手机)外壳相当结实,所以我们决定把手机用作我们卫星的(控制)微处理器。”

而且按照科克雷尔的说法,智能手机内设陀螺仪、加速度计、gps接收器、多种传感器和高清晰度相机,功能相当完备。航天局说,手机卫星是示范项目,挑战了航天飞行器的“费用底线”。

填“立方”

手机卫星是立方体卫星家族成员。这一概念是二十世纪90年代,由斯坦福大学航空航天系教授罗伯特特威格斯和加州州立工业大学教授乔迪皮格-苏瓦里提出。

立方体卫星设定由单元组成,单元长宽高各10厘米,质量不超过1.33千克,卫星可以包含1个、2个、3个或6个单元,质量最多不超过12至14千克。

两位学者为微型卫星设定尺度时,认为这已足够容纳一套基本通信、太阳能电池板和电池组件,功能与1957年世界第一颗人造卫星“伴侣”号类似,可以让大学研究生着手设计、建造、测试和运行一个航天器。

没想到,这会成为高等院校、政府机构和企业共同采用的标准。第一颗立方体卫星于2003年6月发射,5年后已有75颗这类卫星先后升空。

“求参与”

手机卫星中加了一块外置电池,能让手机持续运行两个星期,又加了一套向地面传送数据的无线电信号发送装置。手机卫星摄取地球表面图像,以业余无线电频段发送图像数据包。

艾姆斯中心的专设网页发布了3颗手机卫星发回的各种参数和指标,包括卫星本身运行状况参数。同时设登录页面,供业余无线电爱好者接收卫星信号后上传数据包,这一项目希望所有业余爱好者充当“地面站”,尽可能多地收发数据包,以拼合成完整的地球画面。近两天网页显示,已上传数据包数量停留在“超过200个”。

航天局小型航天器项目经理布鲁斯约斯特说,手机卫星的造价比传统人造卫星“低三个数量级”,就他所知,“不仅航天局内越来越多部门,(美国)军队和政府其他部门正在探索利用立方体卫星完成各自的任务”。

他预言,“不用多久,我们就会考虑用这类装置投入科学研究使命”。航天局设想,这些卫星可用于航天新技术和新组件开发,以及近地轨道观测、月球探测和太阳物理学测量。

降风险

微型卫星的热潮中,行星资源公司分管航天器研制的副总裁克里斯沃里斯2013年4月24日在一个社交网站发布消息说,这家总部位于西雅图、2010年11月才设立的企业,2014年初也将发射立方体卫星。

把小行星视为矿藏,有朝一日加以开采,现在多数人还将其看作幻想。不过,谷歌的两位高管拉里佩奇和埃里克施密特已经投资于行星资源公司。

当然,立方体卫星还不可能飞离地球轨道去探测绕太阳运行的小行星。多数情况下,它们运行时间也不会很长,以手机卫星为例,预计入轨两个星期后就会落入大气层焚毁。

但一些分析师解读,除了低成本,立方体卫星的最突出的可取之处是低风险,即使项目失败,出资人和参与者都能承受。在研究领域,容忍失败与争取成功同样重要。

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