相比傳統(tǒng)大衛(wèi)星，小衛(wèi)星體積小得多，研制周期短、成本也低。小衛(wèi)星到底有多重？它又能做哪些探測任務(wù)？這么小的衛(wèi)星如何助力深空和地面探測？
9月4日，走近科研團隊，感受科技魅力線上直播活動由中國科協(xié)科普部主辦，果殼、“書香中國?北京閱讀季”協(xié)辦，并得到北京廣播電視臺及中國科學院大氣物理研究所的共同支持。活動邀請了天儀研究院CTO，微小衛(wèi)星湖南省工程研究中心主任任維佳和天儀研究院空間科學項目總監(jiān)鞠在強。他們分別從自己的工作領(lǐng)域，為觀眾分享了小衛(wèi)星方面的知識。
什么是小衛(wèi)星？
國內(nèi)外小衛(wèi)星的發(fā)展情況是怎樣的？
小衛(wèi)星主要是一個 用重量定義的分類 。廣義上500kg以下的都可以叫小衛(wèi)星，狹義上100kg以下的可以再細分為微納衛(wèi)星。
像大眾熟知的北斗導航衛(wèi)星、風云衛(wèi)星都屬于大衛(wèi)星，接近1噸。但小衛(wèi)星雖然個子小，里面分系統(tǒng)與大衛(wèi)星是類似的，“麻雀雖小，五臟俱全”。
目前繞地球飛行的所有可跟蹤人造物體 （包括衛(wèi)星爆炸、碎裂產(chǎn)生的碎片） ，共19716個；在軌正常運行的衛(wèi)星、空間站、飛船等航天器，2000出頭。
目前最具知名度的是伊隆馬斯克的星鏈計劃，計劃部署4萬顆互聯(lián)網(wǎng)小衛(wèi)星，還有亞馬遜老板杰夫貝索斯的柯伊伯計劃，也是上萬顆低軌道衛(wèi)星。
為了應(yīng)對國際范圍內(nèi)的低軌小衛(wèi)星熱潮，2014年底國務(wù)院出臺了《60號文》，鼓勵民營資本和社會力量參與到航天事業(yè)。目前有諸多小衛(wèi)星公司以及體制內(nèi)單位都在共同努力開發(fā)低軌道空間資源。
小衛(wèi)星如何助力天文觀測？
大眾對于衛(wèi)星應(yīng)用多集中在通信 （衛(wèi)星電話） 、導航 （GPS、北斗） 、遙感 （高分、風云） 等，事實上科學實驗也是衛(wèi)星的重要應(yīng)用之一。
為什么空間可以做實驗？因為真空 （無大氣、云影響） 、廣闊、微重力、充斥宇宙射線這些極端條件?？梢砸暱臻g為“ 極端條件實驗室 ”。
小衛(wèi)星如何助力對地觀測？
如果說之前的衛(wèi)星天文觀測是“看天”，而遙感觀測是“看地”。遙感觀測手段使用的手段包括：光學 （類比單反相機） 和SAR （合成孔徑雷達） 兩種。
其中SAR有很多優(yōu)勢。比如在中國南方多云雨地區(qū)，光學觀測的效果不好。SAR的優(yōu)勢在于全天時全天候，在晚上也可以給地球“拍照”，在云霧中也可以給地球拍照，大大提高了拍攝效率。解決中國南方大部分地區(qū)的觀測問題。
SAR的協(xié)同工作模式，可以解決地表沉降的問題，對于礦產(chǎn)、地下水開采地區(qū)的地面常態(tài)觀測，以及地震、滑坡、泥石流的災(zāi)害應(yīng)急都具有重要意義。另外在氣象預(yù)測以及海洋溢油檢測方面，SAR也有獨特優(yōu)勢。
目前SAR數(shù)據(jù)大都是進口采購，從數(shù)據(jù)應(yīng)用風險控制以及自主創(chuàng)新能力的層面，中國必須要有自己的優(yōu)質(zhì)SAR數(shù)據(jù)。
小衛(wèi)星具有傳統(tǒng)衛(wèi)星不能取代的優(yōu)勢
小衛(wèi)星的優(yōu)勢在哪里呢？在國家大項目上，從成本、風險考慮，由國家承擔非常適合；而對于低軌道小衛(wèi)星甚至微納衛(wèi)星，商業(yè)衛(wèi)星，它的可靠性也在逐年提高，值得信賴， 可以承擔更多能力范圍內(nèi)的任務(wù) 。
況且，大衛(wèi)星研制周期長、成本高，致使很多高校院所甚至公司都被攔在空間任務(wù)的門檻外，小衛(wèi)星通過降低成本，實際上是降低了空間科學以及應(yīng)用的門檻，讓更多單位甚至個人參與到空間環(huán)境的利用當中。
周期上小衛(wèi)星同樣具備優(yōu)勢，目前天儀小衛(wèi)星研制周期在1年以內(nèi)，對于某些任務(wù)尤其科學任務(wù)需要搶占第一發(fā)現(xiàn)的需求極其匹配?？茖W研究無法接受長周期的儀器開發(fā)工作，極易失去先機。
除此之外，一顆大衛(wèi)星的費用可以研制十數(shù)顆甚至數(shù)十顆小衛(wèi)星，而小衛(wèi)星分布、組網(wǎng)，可以實現(xiàn)很高的時間分辨率，并且項目整體風險降低 （雞蛋不放在一個籃子里） 。
小衛(wèi)星還很適合進行航天教育工作，讓學生參與進來。國內(nèi)也有不少高校自己做小衛(wèi)星，鍛煉隊伍。在傳承、發(fā)展航天技術(shù)以及培養(yǎng)人才方面，發(fā)展小衛(wèi)星也很有優(yōu)勢。
作者：任維佳、鞠在強
編輯：范可鑫、劉天昊、小米、皓銘
排版：凝音
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