超级军网中国深空前沿:军事潜力巨大的小卫星研究
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 08:32:27
2004年4月18日，北京时间23时59分03秒，由航天清华卫星技术有限公司制造的又一颗微小卫星——NS—1号(即“纳星” 1号)在我国西昌卫星发射中心由“长征”2号丙运载火箭(CZ—2C)搭载发射成功。为此，本刊记者不知火和娄嘉仪采访了“纳星”1号总设计师尤政教授。
<P> 记者：尤教授您好！请问什么是小卫星？ </P>
<P> 尤：小卫星是指重量在500公斤以下，功能与同类大卫星相当的实用卫星。美国航空航天局(NASA)则将25公斤以下的小卫星称作“纳星”。其发展得益于微电子、微机械、新材料和新工艺等高新技术的发展，具有研制周期短，发射方式灵活，成本低廉的突出优势。 </P>
<P> 记者：NS—1是一颗什么样的小卫星？ </P>
<P> 尤：NS—1是清华大学承接的国家863计划项目，卫星的前期设计以清华大学精密仪器系为主完成，工程化设计与制造由航天清华卫星技术有限公司完成，这是我们公司继“航天清华”1号、KT—1PS、KT—1PS2(即“开拓”系列)之后研制的第四颗卫星，具有自主知识产权。它的发射成功，标志着中国现代微小卫星研制已经步入国际先进水平。 </P>
<P> 记者：您的意思是说这颗卫星是由一家公司完成的？ </P>
<P> 尤：对。航天清华卫星技术有限公司成立于2000年6月，是由清华大学与航天科工(集团)公司联合发起成立的，主要股东为航天科工集团公司、清华大学控股有限公司、清华同方股份有限公司、中国银泰投资有限公司等，是我国首家具有现代企业制度的微小卫星研制公司。 </P>
<P> 记者：这的确是一种值得高兴的体制创新。 </P>
<P> 这颗卫星能干什么？ </P>
<P> 尤：NS—1能够完成数据存储转发通讯、微型遥感成像、三轴稳定姿态控制和轨道机动试验等多项科学实验任务，同时还将进行微型传感器与执行器件、高性能电子元器件的搭载飞行演示验证。 </P>
<P> 记者：是否详细解释一下它的几项实验任务？以及这些任务的实用价值？ </P>
<P> 尤：“数据存储转发通讯”类似于E—mail。 </P>
<P> 在太空中的卫星因轨道和功能的不同，不可能时时处处都与本国地面站保持联系，NS—1这样的小卫星每天环绕地球6圈，可以在经过其他卫星时将信息接收存储，在通过本国地面站上空时转发下来，每天累计通讯时间1小时，每次传输15分钟，传输速度19.2Kb／秒。这一功能还可应用于驻外使领馆与国内的保密通讯。 </P>
<P> NS—1的“遥感成像功能”是国内首次应用COMS工艺制造的图像成像器件，重量仅50克，具有集成度大和抗干扰的优点(编者注：目前佳能EOS D30数字相机已经使用325万像素的大尺寸CMOS成像技术，最大图像解析度为2160X1440。其耗电量低、图像处理电路集成化高的优点非常适合微小卫星采用，而且制造成本远低于CCD(光电耦合器件)。但是CMOS技术也存在明显不足，主要表现为感光度不高和信噪比较低，但随着技术的成熟与改进，其成像质量会有进一步的提高)。虽然COMS技术的分辨率还受到技术限制，但如果将小卫星集合成网，利用离散合成孔径技术(编者注：等于将单一平台使用的合成孔径技术进行空间分解，同样可以实现扩大孔径)，就可以提高分辨率。 </P>
<P> NS—1还试验了新型MMU装置(微型惯性测量组合)，它拥有3个陀螺，可以精确测量卫星的运动轨迹，短期精度比较高，主要用于三轴稳定姿态控制。MMU对卫星的机动能力有重大意义，结合液氨微推进技术，使小卫星具有很强的精确变轨能力。 </P>
<P> 记者：精确变轨具有很大实用价值。那么微推进系统的推力可以达到什么程度？</P>
<P> 尤：普通卫星的姿态控制系统的推力最小只能达到1牛， </P>
<P> NS—1的微推进系统只有50毫牛，相当于原来的1／20，可以产生2毫米／秒2的微小加速度。 </P>
<P> 记者：NS—1在制造上有什么特点？ </P>
<P> 尤：NS—1的制造大量采用了商用器件(如“三洋”的蓄电池)与“软件卫星”技术，特别是多项基于微米、纳米技术的微型化技术与器件的使用，具有更高的功能密度。 </P>
<P> 记者：商用器件可以降低制造成本，但器件的可靠性肯定不及军标产品，具体在选择标准方面有什么心得？ </P>
<P> 尤：商用器件的功能密度比肯定远远大于军用器件，比如普通卫星上的军用标准CPU只相当于386水平，现在采用商用器件，达到了“奔腾”Ⅲ—233的水平。但由于航天器的工作环境特殊，也不能随便采用，哪些能用并没有固定的标准，主要方法是不断积累筛选经验，建立产品数据库。NS—1最后采用了40%的商用器件。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射一般采用什么手段？ </P>
<P> 尤：微小卫星的发射非常灵活。因为现有卫星发射时往往不会把运载火箭的运载能力用尽，因此经常可以搭载小卫星发射，这次NS—1就是这种情况。美国也有在30，000米高度用飞机携带空射运载火箭发射小卫星的先例。当然，单独将小卫星成组发射更好，可以使它们分离到不同轨道构成空间网络，如法国就采用“一大七小”的组合方式。俄罗斯甚至还试验过由空间站内的宇航员在太空中“手掷”发射小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射成本有什么优势？ </P>
<P> 尤：目前国际上通行的卫星发射成本是1万美元／公斤，小卫星的发射也遵循上述计价原则，但由于其质量小，成本自然降低。 </P>
<P> 记者：小卫星的功能会因体积和质量限制受到影响吗？ </P>
<P> 尤：目前，我们的主要目的是实验小卫星技术，因而一颗卫星综合了多种功能，以后会根据需要决定功能。价廉物美的小卫星有一个相当突出的优势——可以通过组网和编队，实现很多普通卫星没有的新功能。比如侦察卫星已经发展到大型化的极限，有的重达12吨，而采用雷达离散合成孔径技术或可见光学离散合成孔径技术，用8颗小卫星组网，精度反而更高。 </P>
<P> 记者：据我们所知，无人机的编队控制也是目前影响大规模使用的主要瓶颈，组网的小卫星怎么控制呢？ </P>
<P> 尤：小卫星功率很小，当然不宜过多通过地面站控制，如NS—1的通讯需要5瓦功率，因此控制数据注入还是通过天基途径较好。目前主要开发方向是实现“自主活动”，提高其智能水平。另外，通过代理控制也是一种解决之道，也就是由一颗大卫星控制多颗小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的军事潜力很大，是否有利于卫星之间的攻防？ </P>
<P> 尤：西方国家对此有过很多研究。一般来说，反卫星技术可以分为轨道反卫和动能反卫，前者是将攻击卫星发射入轨后，通过变轨逐渐靠近目标，以逆轨为主，以获得很大的相对速度；后者不必入轨，从地面发射后，靠自身动能的损失，靠近目标。具体的攻击手段又分为非接触和接触式两类，前者包括电磁干扰、激光和向对方喷洒凝胶等手段，后者包括碰撞和发射小弹头等。在防御方面小卫星特别适合充当重要卫星的护卫星，对逼近本方的“非合作目标”做出必要的反应。 </P>
<P> 记者：星相互之间的靠近容易做到吗？最近能到什么程度？ </P>
<P> 尤：如果采取绕飞轨道，可以实现环绕目标360°运行，一般可以靠近到距目标15公里—100米，美国可以达到35米，但这个距离还是较大，所以总体来说非接触手段的意义大于接触手段。(编者注：“绕飞轨道”是一种交错的同心圆，类似海王星和冥王星的轨道模式，从平面看并没有绕飞，但每环绕地球的一周，实际等于围绕目标卫星一周) </P>
<P> 记者：谢谢您接受我们的采访，祝愿中国的小卫星事业更加繁荣。</P>2004年4月18日，北京时间23时59分03秒，由航天清华卫星技术有限公司制造的又一颗微小卫星——NS—1号(即“纳星” 1号)在我国西昌卫星发射中心由“长征”2号丙运载火箭(CZ—2C)搭载发射成功。为此，本刊记者不知火和娄嘉仪采访了“纳星”1号总设计师尤政教授。
<P> 记者：尤教授您好！请问什么是小卫星？ </P>
<P> 尤：小卫星是指重量在500公斤以下，功能与同类大卫星相当的实用卫星。美国航空航天局(NASA)则将25公斤以下的小卫星称作“纳星”。其发展得益于微电子、微机械、新材料和新工艺等高新技术的发展，具有研制周期短，发射方式灵活，成本低廉的突出优势。 </P>
<P> 记者：NS—1是一颗什么样的小卫星？ </P>
<P> 尤：NS—1是清华大学承接的国家863计划项目，卫星的前期设计以清华大学精密仪器系为主完成，工程化设计与制造由航天清华卫星技术有限公司完成，这是我们公司继“航天清华”1号、KT—1PS、KT—1PS2(即“开拓”系列)之后研制的第四颗卫星，具有自主知识产权。它的发射成功，标志着中国现代微小卫星研制已经步入国际先进水平。 </P>
<P> 记者：您的意思是说这颗卫星是由一家公司完成的？ </P>
<P> 尤：对。航天清华卫星技术有限公司成立于2000年6月，是由清华大学与航天科工(集团)公司联合发起成立的，主要股东为航天科工集团公司、清华大学控股有限公司、清华同方股份有限公司、中国银泰投资有限公司等，是我国首家具有现代企业制度的微小卫星研制公司。 </P>
<P> 记者：这的确是一种值得高兴的体制创新。 </P>
<P> 这颗卫星能干什么？ </P>
<P> 尤：NS—1能够完成数据存储转发通讯、微型遥感成像、三轴稳定姿态控制和轨道机动试验等多项科学实验任务，同时还将进行微型传感器与执行器件、高性能电子元器件的搭载飞行演示验证。 </P>
<P> 记者：是否详细解释一下它的几项实验任务？以及这些任务的实用价值？ </P>
<P> 尤：“数据存储转发通讯”类似于E—mail。 </P>
<P> 在太空中的卫星因轨道和功能的不同，不可能时时处处都与本国地面站保持联系，NS—1这样的小卫星每天环绕地球6圈，可以在经过其他卫星时将信息接收存储，在通过本国地面站上空时转发下来，每天累计通讯时间1小时，每次传输15分钟，传输速度19.2Kb／秒。这一功能还可应用于驻外使领馆与国内的保密通讯。 </P>
<P> NS—1的“遥感成像功能”是国内首次应用COMS工艺制造的图像成像器件，重量仅50克，具有集成度大和抗干扰的优点(编者注：目前佳能EOS D30数字相机已经使用325万像素的大尺寸CMOS成像技术，最大图像解析度为2160X1440。其耗电量低、图像处理电路集成化高的优点非常适合微小卫星采用，而且制造成本远低于CCD(光电耦合器件)。但是CMOS技术也存在明显不足，主要表现为感光度不高和信噪比较低，但随着技术的成熟与改进，其成像质量会有进一步的提高)。虽然COMS技术的分辨率还受到技术限制，但如果将小卫星集合成网，利用离散合成孔径技术(编者注：等于将单一平台使用的合成孔径技术进行空间分解，同样可以实现扩大孔径)，就可以提高分辨率。 </P>
<P> NS—1还试验了新型MMU装置(微型惯性测量组合)，它拥有3个陀螺，可以精确测量卫星的运动轨迹，短期精度比较高，主要用于三轴稳定姿态控制。MMU对卫星的机动能力有重大意义，结合液氨微推进技术，使小卫星具有很强的精确变轨能力。 </P>
<P> 记者：精确变轨具有很大实用价值。那么微推进系统的推力可以达到什么程度？</P>
<P> 尤：普通卫星的姿态控制系统的推力最小只能达到1牛， </P>
<P> NS—1的微推进系统只有50毫牛，相当于原来的1／20，可以产生2毫米／秒2的微小加速度。 </P>
<P> 记者：NS—1在制造上有什么特点？ </P>
<P> 尤：NS—1的制造大量采用了商用器件(如“三洋”的蓄电池)与“软件卫星”技术，特别是多项基于微米、纳米技术的微型化技术与器件的使用，具有更高的功能密度。 </P>
<P> 记者：商用器件可以降低制造成本，但器件的可靠性肯定不及军标产品，具体在选择标准方面有什么心得？ </P>
<P> 尤：商用器件的功能密度比肯定远远大于军用器件，比如普通卫星上的军用标准CPU只相当于386水平，现在采用商用器件，达到了“奔腾”Ⅲ—233的水平。但由于航天器的工作环境特殊，也不能随便采用，哪些能用并没有固定的标准，主要方法是不断积累筛选经验，建立产品数据库。NS—1最后采用了40%的商用器件。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射一般采用什么手段？ </P>
<P> 尤：微小卫星的发射非常灵活。因为现有卫星发射时往往不会把运载火箭的运载能力用尽，因此经常可以搭载小卫星发射，这次NS—1就是这种情况。美国也有在30，000米高度用飞机携带空射运载火箭发射小卫星的先例。当然，单独将小卫星成组发射更好，可以使它们分离到不同轨道构成空间网络，如法国就采用“一大七小”的组合方式。俄罗斯甚至还试验过由空间站内的宇航员在太空中“手掷”发射小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射成本有什么优势？ </P>
<P> 尤：目前国际上通行的卫星发射成本是1万美元／公斤，小卫星的发射也遵循上述计价原则，但由于其质量小，成本自然降低。 </P>
<P> 记者：小卫星的功能会因体积和质量限制受到影响吗？ </P>
<P> 尤：目前，我们的主要目的是实验小卫星技术，因而一颗卫星综合了多种功能，以后会根据需要决定功能。价廉物美的小卫星有一个相当突出的优势——可以通过组网和编队，实现很多普通卫星没有的新功能。比如侦察卫星已经发展到大型化的极限，有的重达12吨，而采用雷达离散合成孔径技术或可见光学离散合成孔径技术，用8颗小卫星组网，精度反而更高。 </P>
<P> 记者：据我们所知，无人机的编队控制也是目前影响大规模使用的主要瓶颈，组网的小卫星怎么控制呢？ </P>
<P> 尤：小卫星功率很小，当然不宜过多通过地面站控制，如NS—1的通讯需要5瓦功率，因此控制数据注入还是通过天基途径较好。目前主要开发方向是实现“自主活动”，提高其智能水平。另外，通过代理控制也是一种解决之道，也就是由一颗大卫星控制多颗小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的军事潜力很大，是否有利于卫星之间的攻防？ </P>
<P> 尤：西方国家对此有过很多研究。一般来说，反卫星技术可以分为轨道反卫和动能反卫，前者是将攻击卫星发射入轨后，通过变轨逐渐靠近目标，以逆轨为主，以获得很大的相对速度；后者不必入轨，从地面发射后，靠自身动能的损失，靠近目标。具体的攻击手段又分为非接触和接触式两类，前者包括电磁干扰、激光和向对方喷洒凝胶等手段，后者包括碰撞和发射小弹头等。在防御方面小卫星特别适合充当重要卫星的护卫星，对逼近本方的“非合作目标”做出必要的反应。 </P>
<P> 记者：星相互之间的靠近容易做到吗？最近能到什么程度？ </P>
<P> 尤：如果采取绕飞轨道，可以实现环绕目标360°运行，一般可以靠近到距目标15公里—100米，美国可以达到35米，但这个距离还是较大，所以总体来说非接触手段的意义大于接触手段。(编者注：“绕飞轨道”是一种交错的同心圆，类似海王星和冥王星的轨道模式，从平面看并没有绕飞，但每环绕地球的一周，实际等于围绕目标卫星一周) </P>
<P> 记者：谢谢您接受我们的采访，祝愿中国的小卫星事业更加繁荣。</P>
<P> 记者：尤教授您好！请问什么是小卫星？ </P>
<P> 尤：小卫星是指重量在500公斤以下，功能与同类大卫星相当的实用卫星。美国航空航天局(NASA)则将25公斤以下的小卫星称作“纳星”。其发展得益于微电子、微机械、新材料和新工艺等高新技术的发展，具有研制周期短，发射方式灵活，成本低廉的突出优势。 </P>
<P> 记者：NS—1是一颗什么样的小卫星？ </P>
<P> 尤：NS—1是清华大学承接的国家863计划项目，卫星的前期设计以清华大学精密仪器系为主完成，工程化设计与制造由航天清华卫星技术有限公司完成，这是我们公司继“航天清华”1号、KT—1PS、KT—1PS2(即“开拓”系列)之后研制的第四颗卫星，具有自主知识产权。它的发射成功，标志着中国现代微小卫星研制已经步入国际先进水平。 </P>
<P> 记者：您的意思是说这颗卫星是由一家公司完成的？ </P>
<P> 尤：对。航天清华卫星技术有限公司成立于2000年6月，是由清华大学与航天科工(集团)公司联合发起成立的，主要股东为航天科工集团公司、清华大学控股有限公司、清华同方股份有限公司、中国银泰投资有限公司等，是我国首家具有现代企业制度的微小卫星研制公司。 </P>
<P> 记者：这的确是一种值得高兴的体制创新。 </P>
<P> 这颗卫星能干什么？ </P>
<P> 尤：NS—1能够完成数据存储转发通讯、微型遥感成像、三轴稳定姿态控制和轨道机动试验等多项科学实验任务，同时还将进行微型传感器与执行器件、高性能电子元器件的搭载飞行演示验证。 </P>
<P> 记者：是否详细解释一下它的几项实验任务？以及这些任务的实用价值？ </P>
<P> 尤：“数据存储转发通讯”类似于E—mail。 </P>
<P> 在太空中的卫星因轨道和功能的不同，不可能时时处处都与本国地面站保持联系，NS—1这样的小卫星每天环绕地球6圈，可以在经过其他卫星时将信息接收存储，在通过本国地面站上空时转发下来，每天累计通讯时间1小时，每次传输15分钟，传输速度19.2Kb／秒。这一功能还可应用于驻外使领馆与国内的保密通讯。 </P>
<P> NS—1的“遥感成像功能”是国内首次应用COMS工艺制造的图像成像器件，重量仅50克，具有集成度大和抗干扰的优点(编者注：目前佳能EOS D30数字相机已经使用325万像素的大尺寸CMOS成像技术，最大图像解析度为2160X1440。其耗电量低、图像处理电路集成化高的优点非常适合微小卫星采用，而且制造成本远低于CCD(光电耦合器件)。但是CMOS技术也存在明显不足，主要表现为感光度不高和信噪比较低，但随着技术的成熟与改进，其成像质量会有进一步的提高)。虽然COMS技术的分辨率还受到技术限制，但如果将小卫星集合成网，利用离散合成孔径技术(编者注：等于将单一平台使用的合成孔径技术进行空间分解，同样可以实现扩大孔径)，就可以提高分辨率。 </P>
<P> NS—1还试验了新型MMU装置(微型惯性测量组合)，它拥有3个陀螺，可以精确测量卫星的运动轨迹，短期精度比较高，主要用于三轴稳定姿态控制。MMU对卫星的机动能力有重大意义，结合液氨微推进技术，使小卫星具有很强的精确变轨能力。 </P>
<P> 记者：精确变轨具有很大实用价值。那么微推进系统的推力可以达到什么程度？</P>
<P> 尤：普通卫星的姿态控制系统的推力最小只能达到1牛， </P>
<P> NS—1的微推进系统只有50毫牛，相当于原来的1／20，可以产生2毫米／秒2的微小加速度。 </P>
<P> 记者：NS—1在制造上有什么特点？ </P>
<P> 尤：NS—1的制造大量采用了商用器件(如“三洋”的蓄电池)与“软件卫星”技术，特别是多项基于微米、纳米技术的微型化技术与器件的使用，具有更高的功能密度。 </P>
<P> 记者：商用器件可以降低制造成本，但器件的可靠性肯定不及军标产品，具体在选择标准方面有什么心得？ </P>
<P> 尤：商用器件的功能密度比肯定远远大于军用器件，比如普通卫星上的军用标准CPU只相当于386水平，现在采用商用器件，达到了“奔腾”Ⅲ—233的水平。但由于航天器的工作环境特殊，也不能随便采用，哪些能用并没有固定的标准，主要方法是不断积累筛选经验，建立产品数据库。NS—1最后采用了40%的商用器件。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射一般采用什么手段？ </P>
<P> 尤：微小卫星的发射非常灵活。因为现有卫星发射时往往不会把运载火箭的运载能力用尽，因此经常可以搭载小卫星发射，这次NS—1就是这种情况。美国也有在30，000米高度用飞机携带空射运载火箭发射小卫星的先例。当然，单独将小卫星成组发射更好，可以使它们分离到不同轨道构成空间网络，如法国就采用“一大七小”的组合方式。俄罗斯甚至还试验过由空间站内的宇航员在太空中“手掷”发射小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射成本有什么优势？ </P>
<P> 尤：目前国际上通行的卫星发射成本是1万美元／公斤，小卫星的发射也遵循上述计价原则，但由于其质量小，成本自然降低。 </P>
<P> 记者：小卫星的功能会因体积和质量限制受到影响吗？ </P>
<P> 尤：目前，我们的主要目的是实验小卫星技术，因而一颗卫星综合了多种功能，以后会根据需要决定功能。价廉物美的小卫星有一个相当突出的优势——可以通过组网和编队，实现很多普通卫星没有的新功能。比如侦察卫星已经发展到大型化的极限，有的重达12吨，而采用雷达离散合成孔径技术或可见光学离散合成孔径技术，用8颗小卫星组网，精度反而更高。 </P>
<P> 记者：据我们所知，无人机的编队控制也是目前影响大规模使用的主要瓶颈，组网的小卫星怎么控制呢？ </P>
<P> 尤：小卫星功率很小，当然不宜过多通过地面站控制，如NS—1的通讯需要5瓦功率，因此控制数据注入还是通过天基途径较好。目前主要开发方向是实现“自主活动”，提高其智能水平。另外，通过代理控制也是一种解决之道，也就是由一颗大卫星控制多颗小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的军事潜力很大，是否有利于卫星之间的攻防？ </P>
<P> 尤：西方国家对此有过很多研究。一般来说，反卫星技术可以分为轨道反卫和动能反卫，前者是将攻击卫星发射入轨后，通过变轨逐渐靠近目标，以逆轨为主，以获得很大的相对速度；后者不必入轨，从地面发射后，靠自身动能的损失，靠近目标。具体的攻击手段又分为非接触和接触式两类，前者包括电磁干扰、激光和向对方喷洒凝胶等手段，后者包括碰撞和发射小弹头等。在防御方面小卫星特别适合充当重要卫星的护卫星，对逼近本方的“非合作目标”做出必要的反应。 </P>
<P> 记者：星相互之间的靠近容易做到吗？最近能到什么程度？ </P>
<P> 尤：如果采取绕飞轨道，可以实现环绕目标360°运行，一般可以靠近到距目标15公里—100米，美国可以达到35米，但这个距离还是较大，所以总体来说非接触手段的意义大于接触手段。(编者注：“绕飞轨道”是一种交错的同心圆，类似海王星和冥王星的轨道模式，从平面看并没有绕飞，但每环绕地球的一周，实际等于围绕目标卫星一周) </P>
<P> 记者：谢谢您接受我们的采访，祝愿中国的小卫星事业更加繁荣。</P>2004年4月18日，北京时间23时59分03秒，由航天清华卫星技术有限公司制造的又一颗微小卫星——NS—1号(即“纳星” 1号)在我国西昌卫星发射中心由“长征”2号丙运载火箭(CZ—2C)搭载发射成功。为此，本刊记者不知火和娄嘉仪采访了“纳星”1号总设计师尤政教授。
<P> 记者：尤教授您好！请问什么是小卫星？ </P>
<P> 尤：小卫星是指重量在500公斤以下，功能与同类大卫星相当的实用卫星。美国航空航天局(NASA)则将25公斤以下的小卫星称作“纳星”。其发展得益于微电子、微机械、新材料和新工艺等高新技术的发展，具有研制周期短，发射方式灵活，成本低廉的突出优势。 </P>
<P> 记者：NS—1是一颗什么样的小卫星？ </P>
<P> 尤：NS—1是清华大学承接的国家863计划项目，卫星的前期设计以清华大学精密仪器系为主完成，工程化设计与制造由航天清华卫星技术有限公司完成，这是我们公司继“航天清华”1号、KT—1PS、KT—1PS2(即“开拓”系列)之后研制的第四颗卫星，具有自主知识产权。它的发射成功，标志着中国现代微小卫星研制已经步入国际先进水平。 </P>
<P> 记者：您的意思是说这颗卫星是由一家公司完成的？ </P>
<P> 尤：对。航天清华卫星技术有限公司成立于2000年6月，是由清华大学与航天科工(集团)公司联合发起成立的，主要股东为航天科工集团公司、清华大学控股有限公司、清华同方股份有限公司、中国银泰投资有限公司等，是我国首家具有现代企业制度的微小卫星研制公司。 </P>
<P> 记者：这的确是一种值得高兴的体制创新。 </P>
<P> 这颗卫星能干什么？ </P>
<P> 尤：NS—1能够完成数据存储转发通讯、微型遥感成像、三轴稳定姿态控制和轨道机动试验等多项科学实验任务，同时还将进行微型传感器与执行器件、高性能电子元器件的搭载飞行演示验证。 </P>
<P> 记者：是否详细解释一下它的几项实验任务？以及这些任务的实用价值？ </P>
<P> 尤：“数据存储转发通讯”类似于E—mail。 </P>
<P> 在太空中的卫星因轨道和功能的不同，不可能时时处处都与本国地面站保持联系，NS—1这样的小卫星每天环绕地球6圈，可以在经过其他卫星时将信息接收存储，在通过本国地面站上空时转发下来，每天累计通讯时间1小时，每次传输15分钟，传输速度19.2Kb／秒。这一功能还可应用于驻外使领馆与国内的保密通讯。 </P>
<P> NS—1的“遥感成像功能”是国内首次应用COMS工艺制造的图像成像器件，重量仅50克，具有集成度大和抗干扰的优点(编者注：目前佳能EOS D30数字相机已经使用325万像素的大尺寸CMOS成像技术，最大图像解析度为2160X1440。其耗电量低、图像处理电路集成化高的优点非常适合微小卫星采用，而且制造成本远低于CCD(光电耦合器件)。但是CMOS技术也存在明显不足，主要表现为感光度不高和信噪比较低，但随着技术的成熟与改进，其成像质量会有进一步的提高)。虽然COMS技术的分辨率还受到技术限制，但如果将小卫星集合成网，利用离散合成孔径技术(编者注：等于将单一平台使用的合成孔径技术进行空间分解，同样可以实现扩大孔径)，就可以提高分辨率。 </P>
<P> NS—1还试验了新型MMU装置(微型惯性测量组合)，它拥有3个陀螺，可以精确测量卫星的运动轨迹，短期精度比较高，主要用于三轴稳定姿态控制。MMU对卫星的机动能力有重大意义，结合液氨微推进技术，使小卫星具有很强的精确变轨能力。 </P>
<P> 记者：精确变轨具有很大实用价值。那么微推进系统的推力可以达到什么程度？</P>
<P> 尤：普通卫星的姿态控制系统的推力最小只能达到1牛， </P>
<P> NS—1的微推进系统只有50毫牛，相当于原来的1／20，可以产生2毫米／秒2的微小加速度。 </P>
<P> 记者：NS—1在制造上有什么特点？ </P>
<P> 尤：NS—1的制造大量采用了商用器件(如“三洋”的蓄电池)与“软件卫星”技术，特别是多项基于微米、纳米技术的微型化技术与器件的使用，具有更高的功能密度。 </P>
<P> 记者：商用器件可以降低制造成本，但器件的可靠性肯定不及军标产品，具体在选择标准方面有什么心得？ </P>
<P> 尤：商用器件的功能密度比肯定远远大于军用器件，比如普通卫星上的军用标准CPU只相当于386水平，现在采用商用器件，达到了“奔腾”Ⅲ—233的水平。但由于航天器的工作环境特殊，也不能随便采用，哪些能用并没有固定的标准，主要方法是不断积累筛选经验，建立产品数据库。NS—1最后采用了40%的商用器件。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射一般采用什么手段？ </P>
<P> 尤：微小卫星的发射非常灵活。因为现有卫星发射时往往不会把运载火箭的运载能力用尽，因此经常可以搭载小卫星发射，这次NS—1就是这种情况。美国也有在30，000米高度用飞机携带空射运载火箭发射小卫星的先例。当然，单独将小卫星成组发射更好，可以使它们分离到不同轨道构成空间网络，如法国就采用“一大七小”的组合方式。俄罗斯甚至还试验过由空间站内的宇航员在太空中“手掷”发射小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的发射成本有什么优势？ </P>
<P> 尤：目前国际上通行的卫星发射成本是1万美元／公斤，小卫星的发射也遵循上述计价原则，但由于其质量小，成本自然降低。 </P>
<P> 记者：小卫星的功能会因体积和质量限制受到影响吗？ </P>
<P> 尤：目前，我们的主要目的是实验小卫星技术，因而一颗卫星综合了多种功能，以后会根据需要决定功能。价廉物美的小卫星有一个相当突出的优势——可以通过组网和编队，实现很多普通卫星没有的新功能。比如侦察卫星已经发展到大型化的极限，有的重达12吨，而采用雷达离散合成孔径技术或可见光学离散合成孔径技术，用8颗小卫星组网，精度反而更高。 </P>
<P> 记者：据我们所知，无人机的编队控制也是目前影响大规模使用的主要瓶颈，组网的小卫星怎么控制呢？ </P>
<P> 尤：小卫星功率很小，当然不宜过多通过地面站控制，如NS—1的通讯需要5瓦功率，因此控制数据注入还是通过天基途径较好。目前主要开发方向是实现“自主活动”，提高其智能水平。另外，通过代理控制也是一种解决之道，也就是由一颗大卫星控制多颗小卫星。 </P>
<P> 记者：小卫星的军事潜力很大，是否有利于卫星之间的攻防？ </P>
<P> 尤：西方国家对此有过很多研究。一般来说，反卫星技术可以分为轨道反卫和动能反卫，前者是将攻击卫星发射入轨后，通过变轨逐渐靠近目标，以逆轨为主，以获得很大的相对速度；后者不必入轨，从地面发射后，靠自身动能的损失，靠近目标。具体的攻击手段又分为非接触和接触式两类，前者包括电磁干扰、激光和向对方喷洒凝胶等手段，后者包括碰撞和发射小弹头等。在防御方面小卫星特别适合充当重要卫星的护卫星，对逼近本方的“非合作目标”做出必要的反应。 </P>
<P> 记者：星相互之间的靠近容易做到吗？最近能到什么程度？ </P>
<P> 尤：如果采取绕飞轨道，可以实现环绕目标360°运行，一般可以靠近到距目标15公里—100米，美国可以达到35米，但这个距离还是较大，所以总体来说非接触手段的意义大于接触手段。(编者注：“绕飞轨道”是一种交错的同心圆，类似海王星和冥王星的轨道模式，从平面看并没有绕飞，但每环绕地球的一周，实际等于围绕目标卫星一周) </P>
<P> 记者：谢谢您接受我们的采访，祝愿中国的小卫星事业更加繁荣。</P>
牛逼。