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小型卫星商业应用改变太空产业设计
2017-10-23

[本站2017年10月20日综合报道]低地球轨道小型卫星的商业应用正在改变太空产业的设计动态。

纳米卫星和立方星除用于通信网络之外,还可提供高分辨率的图像和地图绘制功能,这些功能可用于监测土地利用、自然资源、环境影响、林业管理,并辅助城市规划和资产跟踪等商业应用。据国际清算银行研究估计,到2021年,全球纳米卫星市场将达到63.5亿美元。目前,约45.5%的纳米卫星由企业制造,37.3%由大学制造,而航天局和军方只有10.9%。

由于低轨道地球卫星的生命周期较短,而且需要提供商业回报,因此需将研发焦点从超高可靠性转为成本适度的可靠性,从而对设计产生重大影响。工程师必须找到替代方法,减少因完全使用太空级组件而引发的高成本问题。一种可行的方法是,使用高可靠性商业现货(COTS)代替欧洲航天元器件委员会(ESCC)认证的组件,同时使用额外的故障率分析和测试来提高COTS组件的可靠性。

为了最大限度地减少发射成本,设计师还必须满足严格的重量限制。这意味着元件数量需要减少,但不能影响电路的性能或可靠性。使用聚合物电容器等较高规格的组件可以提高在轨性能,较少的等效串联电阻可提高效率,通过降低功耗损失或增加有效功耗减少卫星的能量消耗,从而提高通信或信息处理性能。使用多芯片阵列(MCA)高可靠性半导体可有助于减少元件的数量和重量,并可以通过减少PCB和封装内部的连线数量来增加可靠性。

2017年,小型卫星的发射数量达到了顶峰。随着越来越多的公司依赖小型卫星星座提供的数据,太空产业正在寻求更大的商业动力。反过来,组件制造商为了调整高容量与高可靠性特性的平衡,可能面临更大的压力。届时,小型卫星的原始设备制造商将需要与供应商密切合作,监控交付周期的波动,并在产品数量不能满足需求增长的情况下寻找替代方案。(中国航天系统科学与工程研究院 李薇濛)


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