小星立大功時代即將來臨

趙爾東
旺報

造船業有龐大的遠洋巨輪和相對簡單的小渡輪,人造衛星也有複雜的大衛星,和相對簡單的小衛星。如一般傳統產業,造船業的發展通常是由簡單而後複雜,算是「由儉入奢」,衛星產業則「由奢入儉」。

衛星要在嚴峻的太空環境中工作,衛星產業的科技和科學門檻高。隨著衛星製造技術和材料的進步,衛星製造,尤其是多樣化、普及化的小衛星製造,變得越來越精簡容易,可謂「由奢入儉」。

與此同時,業界為降低近太空LEO小衛星發射成本的努力也在開展,主要是在兩方面,其一是用較傳統的運載火箭(包括已成功可重複使用的SpaceX獵鷹和開發中的長征8號),以一箭發射載荷數百顆甚至上千顆例如寬帶互聯網的組網小衛星,其二是開發創新的低成本小型運載火箭,以一箭發射數顆甚或十數顆小衛星,目前中國在這第二方面似乎有國際領先優勢。

中國自主開發了能發射300公斤級別重的小衛星進入LEO低軌道 (距離地球數百公里) 的小型固體運載火箭如「快舟一號」等,具有入軌精度高(精度視任務要求而定,可以天女散花,也可一箭穿楊發射小衛星)、國際通用接口(有商業競爭力)、準備週期短(可在一周之內)、發射成本低(甚至到每公斤一萬美元以下)等特色。

小衛星還不是「大賣場」商品,但科普級的小衛星已「飛」入尋常學校,甚至大陸報紙出現標題「小學生已經開始玩衛星了? 中國首顆空間環境探測科普立方星研製啟動」的報導。沒學過微積分的小學生在專家引導之下,居然搞起小衛星,這不是什麼「大躍進」或一時的時髦,在具備科普教育規模的博物館仍不足的中國大陸(不到4000所),這是很有義意的科普教育。

最早被公開報導研究小衛星的,應是英國薩里大學(Surrey),該校近30年來的小衛星研製,篳路藍縷,有許多開創性貢獻,如今小衛星(包括較大的立方星CubeSat和特別小的所謂Pico皮衛星) 應用的「遍地開花」,故然是因科技的進步,但英國薩里大學功不可沒。

立方星CubeSat是國際上廣泛用於航天研究與教育的一種尺寸標準化的小衛星,可單獨或由多個CubeSat組網,實現例如對海洋、大氣、船舶/航空識別的掃瞄、跟蹤監控、凝視,導航、互聯網、與通信(中國某款小衛星已實現4G通信)。

小衛星已運用到天文,甚至用來發現太陽系以外的星體,2008年美國MIT的天文觀測CubeSat,開啟了美國太空總署於2017年發射的ASTERIA(微型太空望遠鏡)的兩顆外太空探索CubeSat先河,ASTERIA正在為NASA提供宇宙觀測數據。

中國目前在軌運行的衛星有289顆(不包括國際合作衛星),數量居世界第二,2019年12月27日長征五號成功發射了重達十數噸的地球同步GEO軌道東方紅五號寬帶通信平台 (每秒可放送6部以上高清電影),設計壽命16年,是世界上技術最先進的民用寬帶通信衛星「大塊頭」。

而中國的「小不點」小衛星也將勢如雨後春筍興起,小星立大功時代即將來臨。

(作者為太空工程師)

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