“瓢虫”飞上天,首开卫星物联网系统级验证

科技日报实习记者 陆成宽

刚刚,记者从九天微星获悉,“瓢虫系列”卫星在酒泉卫星发射中心搭载长二丁火箭于12月7日12时12分升空入轨。

“瓢虫系列”卫星在轨效果图

据了解,“瓢虫系列”卫星共有7颗小卫星,主星瓢虫一号为百公斤级卫星,其余为3颗6U立方星,3颗3U立方星。其中,瓢虫一号及5颗立方星由民营商业航天公司九天微星自主研制并运营,一颗6U立方星为联合研制。

之所以取了个“瓢虫系列”这么草根的名字,是因为这七颗星寄托了这家商业航天公司的希望。“我们觉得商业航天要更接地气,要有更顽强的生命力。” 九天微星创始人兼CEO谢涛笑着说。

他表示,“瓢虫系列”完成在轨测试后,将在野外应急救援、野生动物保护、车辆船舶监测、物流追溯等领域,开展卫星物联网系统级验证。“瓢虫系列”的主要目标是联合行业合作伙伴,在物联网星座部署前进行技术和应用场景的系统级验证。

“瓢虫系列”卫星的一大亮点就是百公斤级卫星瓢虫一号的研制。

“民营商业航天公司以研制立方星居多,做百公斤级卫星较少,希望瓢虫一号的研制能为中国民营商业航天发展探索新的道路,同时将百公斤级卫星的研制平台化,拓展应用场景,服务后续物联网星座的建设。”九天微星卫星与通信系统部副总监徐佳康表示,与纳卫星相比,百公斤级卫星能够承载更多业务,同时又不会像大卫星那样,需要大量投入。

把卫星做到百公斤级以后,地面终端连接卫星所需要的功耗就和连接地面基站基本一样,这样能够极大减轻终端的功耗压力,省下来的功耗就可以用来拓展应用场景。

同时,“瓢虫系列”的6U立方星也尝试了多项技术跨越,例如使用数字相控阵技术提升星地通信系统容量,以及采用刚柔结合电池阵设计方案。

数字相控阵是5G通信系统的核心技术之一,其通过数字控制的方式,让天线系统同时接收或者发射来自不同方向的无线信号,从而消除传统伺服机构速度慢、寿命短、质量大的问题。数字相控阵通过为多个方向上的用户同时服务,让物联网载荷的系统容量成倍增长。

在九天微星立方星总设计师刘星亮看来,刚柔结合电池阵有着特殊的意义。“传统卫星电池阵展开之后,帆板之间由电线连接。电线的好处在于简单可靠。缺点在于,当有多块帆板的时候,这些电线占用的空间也更多,多了以后可靠性就会降低。所以我们设计了刚柔结合的电池阵。国外有一些小卫星已经在应用这种方案,在国内我们第一个应用的,这样我们未来可以进一步提高卫星功率。”刘星亮说。

此外,这次同时开展多星研制并进行系统级验证,也将推进民营商业航天探索可持续的商业模式。“对于商业航天来说,卫星成功发射只是第一步。卫星的载荷、地面终端、应用系统必须形成闭环的服务体系,最终满足客户的需求,并且是通过低成本、高效率的方式实现的,才能视为商业卫星的成功。”谢涛说。

按照这个思路,九天微星自主研制了物联网卫星网关、物联网数据传输终端、野生动物监测终端。“瓢虫系列”卫星发射后,将通过物联网数据传输终端与华米手表进行连接,在沙漠和戈壁进行运动监测、用户生命体征数据的采集和回传,以及一键呼救的解决方案验证。

“智慧车轮”物联网终端可以监测胎压、路况、油耗、驾驶行为等数据,以及车轮是否被盗,通过卫星回传给管理中心。该项目已经完成实验室工作,即将开展外场测试,在真实道路上进行验证。

野生动物监测终端将与中国大熊猫保护研究中心合作,除了位置信息,未来还可以采集大熊猫姿态、体温、叫声等生命体征数据,通过卫星传给工作人员。类似应用场景还可以拓展到东北虎,金丝猴,藏羚羊等珍稀动物保护上。

据了解,九天微星这家专注于微小卫星创新应用、通信系统研发及星座组网核心技术的商业航天公司,已完成从卫星设计研制、发射测控、创新应用的商业闭环,计划于2019年底发射“一箭四星”,2022年完成72颗物联网卫星星座的部署。

来源:科技日报 文中图片除注明外均来自网络

编辑:陈小柒

审核:管晶晶