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立方体卫星

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优点编辑本段回目录

立方体卫星立方体卫星

 一个优点就是,它们的部署相对廉价:发射一枚火箭可能花费5千万到3亿,然而一个立方体卫星可以捆绑在一枚大的火箭平台上面,只需要额外4万美元的花费。但是它们的小尺寸也意味着它们缺少机载的推进系统,这就是为什么它们通常都固定在一个特殊的轨道。

相关研究编辑本段回目录

Paulo Lozano,H.N. Slater的航空与航天的MIT助理教授,正在设计一个小型的推进系统,它大约1公斤重并且用在不需要精确的轨道控制上,它允许卫星移动较大的距离并且完成更艰巨的任务比如搜索我们太阳系外的行星。这项基于提取并加速带电离子或增加减少一个电子原子的过程,可以使立方体卫星对直到现在还为进入空间领域的组织或者国家更有帮助。

几十年来,使物体进入太空然后推进它们在太空前进的唯一方法就是使用化学推进系统。但是这些系统都要求许多推进剂或推进燃料,并且没有缩小到立方体卫星合适的大小。通过改变设计,从化学到电再到一种一种简单供给能量的物质,Lozano已经创造出一种推进力的系统——当质量在一个固定方向被加速后推进力被创造——它比基于化学的系统更高效,基于化学的系统每克推进剂只能产生较少的推进力。关于计算机芯片的尺寸,迷你的推进器设计也克服了化学推进器和其他形式电子推进器的尺寸限制,因为它不需要燃烧室来燃烧(化学反应)或者从推进剂提取离子。尽管其他的电子推进系统已经开发出来,Lozano的被认为是优越的,因为它仅仅使用一个能量供给。

使用来自科学研究的Air Force Office资金,Lozano一直在开发制造迷你推进器的技术。Air Force和其他政府机构对使用能在太空不同轨道之间移动的立方体卫星很有兴趣。更具体的说,立方体卫星拥有了可以再次进入地球大气层并在任务结束后可以摧毁它们自身的推进器(因此防止它们变成太空垃圾)。这个推进器设计规定了推进器系统的总体积不超过立方体卫星的10%。

卫星目标编辑本段回目录

"立方体卫星的目标就是拥有一个可以留出更多装载量或装载空间的太空引擎,”Lozano说。有些任务需要化学推进器,比如登月之旅,因为为了能够在月球表面着陆,来自引擎的动力必须至少等于着陆器的重量,Lozano说的那个值通常对于电子推进器引擎是太高了。但是基于化学的推进系统被严重限制了,因为机器的质量的大部分用来给了推进剂,结果就是没怎么留下空间给装载量。通常,推进剂必须也装载在一个厚厚的外壳和管子的高压容器内,这样可以限制装载的尺寸。尽管其他电力推进系统存在,他们需要一个高压的容器来贮存推进剂。

Vadim Khayms,以为在Lockheed Martin的系统工程师解释道,绝大多数的电力推进器系统还没有被小规模化并在一个很低的能量层次来操作,并且对于大型的卫星它们的尺寸都是合适的,有更大的能量可以利用并且需要更多的推进火箭。他并不熟悉另一项为立方体卫星设计的电力推进系统。“你们可能不会在这些非常小的卫星上面使用任何其他的已经存在任何的电力推进系统,”Khayms说到Lozano的设计。

推进剂编辑本段回目录

Lozano的设计依赖于电子喷雾,一个使用电能从一种液体盐里面提取正负离子的物理过程,这种液体盐即是在实验室里制好的系统推进剂。这种液体不含有任何溶剂,比如水,并且可以在没有热量参与的情况下充电。鉴于其他电力推进系统在卫星上的一个专门的空间来进行充电,Lozano的设计里的液体离子已经在地面上充好电了,这就是为什么他的系统不需要这样一个空间。

然后来自立方体卫星上的主要能量源,通常是电池或者太阳能板转化来的电能,应用到一个邮票大小的结构中。这个薄薄的面板由1000个多孔的聚在一起的类似针状物的金属结构制成,并且在每个针状物上面都有数克的液体离子。通过在针状物上施加电压,一个从液体提取离子并加速他们到一个非常高的速度然后强迫它们飞离的电场就被创造出来。这一过程创造了一个足够强的离子力来产生推进力。

鉴于化学燃料火箭浪费太多的推进剂难以实现飞船速度的静变化,电力推进器仅仅使用一小点推进剂就可以做同样的任务。唯一不同的就是时间:尽管电力推进器是非常高效燃料,它还是取决于能量的限制。

最终,你将用尽推进剂,但是那是电力推进的好处,因为它如此迅速的加速以至于你不需要很多。不会有其他的电力推进系统如此紧凑并且高效。因为迷你推进器是可伸缩可扩展的,它们中数千可能被制造在长的薄的面板上面,从而为一个较大的飞船产生较低但是平稳的加速度。完全没有障碍来使用它们制作一张表格状的类似一个太阳能面板。这给了你更多的弹性,你可以做更多的事情。[1]

项目简介编辑本段回目录

 英国航天局10日展开“英国通用平台试验”(UKube1)任务的有效载荷竞标工作,在这个一年期的试验任务中,英国将发射一颗微型卫星,携带最多3个不同的有效载荷进入太空,测试新型技术,并且开展快速有效的太空研究。  

UKube1是英国航天局与工业界、学术界的新型合作项目,是国家“立方体卫星”(CubeSat)项目的试验部分。低成本、大部分是现货供应、快速周转的CubeSat任务意味着这些卫星可以用于推进先进技术研发,促进经济发展。英国航天局宣布在整个经济衰退期英国航天工业增长约达10%,达到年均收入75亿英镑。  

为UKube1投资的单位包括英国航天局、科技战略委员会(TSB)和科技设备理事会(STFC)。航天器正通过欧洲“知识转移合作伙伴”(KTP)计划,与苏格兰的克莱德航天公司(Clyde Space )和斯特莱斯克莱德大学共同研发。平台研发得到来自克莱德航天公司和科技设备理事会的内部投资。英国最大的航天公司EADS Astrium 提供工程与项目管理支持。  

UKube1的发射时间是2011年12月1日,将最多选出3个英国供应商制造的有效载荷,至少1个作为备份,参与后续的UKube飞行。  

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