引言
大卫星功能复杂,体积巨大,系统冗杂,成本高昂,设计难度大,研发周期长,发射成本高。与之相对,微纳卫星则是结构简单,设计、研发周期短,制造要求条件不高,可采用标准化卫星平台和模块化设计,从技术层面大大降低了难度;体积小,重量轻,既可以利用发射大卫星时的剩余能力进行搭载发射,也可以选择一箭多星发射、使用小运载器发射,甚至可以在轨(如国际空间站)部署,因此提供了更多的发射机会;采用成熟、先进的技术,运用科学的管理手段,舍弃昂贵的航天级器件代之以大量商业器件,加之可多种方式进行发射,极大降低了研制和发射成本。鉴于此,传统航天巨头美、欧、日等均已将微纳卫星确立为航天领域的重点发展方向,短短数年时间就有数百颗卫星发射入轨,其应用范围也已从最初的工程教育与技术试验,拓展到通信、遥感、导航、科学实验等诸多领域。
微纳卫星作为一类重要的应用卫星,在*用、民用以及空间科学与技术试验等领域发挥着越来越重要的作用,在针对突发事件的快速响应方面日益突显出不可替代的作用,因此全球微纳卫星技术发展呈不断加速趋势,而微纳卫星带来巨大的机遇使其研发也面临诸多挑战。与传统卫星相比,微纳卫星的质量、尺寸、功率等相差一个甚至几个数量级,星上资源非常有限,这也是制约其研究与应用的国际性难题。为充分发挥微纳卫星的效益,除尽量挖掘卫星自身的设计潜力外,必须更加强调卫星与地面系统之间的深度融合,解决微纳卫星设计、管理与应用方面新的技术挑战。此外,微纳卫星为了实现进一步的发展需要找准定位。
虽然我国微纳卫星起步相对较晚且发展不稳定,但是近年来随着商业航天的兴起,我国微纳卫星产业开始大力发展,因此需要拥有全局视野,才能对我微纳卫星审时度势,把握微纳卫星发展方向。
第一章国内外微纳卫星发展现状及趋势概述
第一节国内外微纳卫星发展概况
第二节国内外微纳卫星关键技术
一、微纳卫星基础技术
二、微纳卫星有效载荷技术
三、微纳卫星发射与离轨技术
第三节国内外微纳卫星应用领域
一、遥感
二、通信
三、技术试验
四、深空探测
五、天文观测
六、*事应用
第四节全球典型国家和地区微纳卫星发展现状
一、美国
二、欧洲
三、中国
四、其他国家
第五节国内外微纳卫星发展趋势
一、微纳卫星向高水平、高性能、模块化、灵活化方向发展
二、微纳卫星推动快速响应发射,并尝试主/被动离轨
三、微纳卫星拓展应用范围,促进*民商应用发展
第二章国内外微纳卫星关键基础技术
第一节微纳卫星通信技术
一、星间路由技术
二、星地通信技术
三、星间高速通信技术
第二节微纳卫星传统推进技术
一、静电式微推力器技术
二、真空弧微推力器(VAT)技术
三、微阴极电弧推力器(μCAT)技术
四、碘工质电推进技术
五、微机电系统(MEMS)阵列微推进技术
第三节微纳卫星新型推进技术
一、激光化学微推进技术
二、太阳光帆推进技术
三、水蒸气推进技术
四、水分解推进技术
五、绳系推进技术
第四节微纳卫星编队飞行技术
一、卫星编队飞行构型
二、卫星编队飞行控制及算法
第五节微纳卫星增材制造技术
第三章国内外微纳卫星有效载荷关键技术
第一节微纳卫星星载计算机技术
第二节微纳卫星遥感载荷技术
一、光学遥感载荷技术
二、微波遥感载荷技术
第三节微纳卫星软件定义无线电载荷技术
第四节微纳卫星新型有效载荷技术
一、低轨增强导航载荷技术
二、电磁频谱监测载荷技术
第四章国内外微纳卫星发射与离轨关键技术
第一节微纳卫星星箭分离技术
一、微纳卫星非火工星箭分离技术
二、微纳卫星星箭分离地面试验技术
第二节微纳卫星搭载发射技术
一、用于有效载荷增强的穿梭式一次性火箭
二、小型航天器任务服务分配器
三、微纳卫星搭载飞船发射技术
第三节微纳卫星轨道空间站部署技术
第四节微纳卫星离轨帆技术
第五章国内外微纳卫星典型发展计划
第一节美国大学纳卫星计划
一、大学纳卫星计划发展
二、大学纳卫星计划典型卫星
第二节美国立方星发射倡议计划
一、立方星发射倡议计划
二、纳卫星教育发射计划发展
第三节欧洲QB50计划
一、QB50计划发展
二、QB50计划典型卫星
第四节欧洲放飞你的卫星计划
第五节日本创新卫星技术验证计划
一、创新卫星技术验证计划发展
二、创新卫星技术验证计划典型卫星
第六节中国国际大学生立方星星座深空探索计划
第六章国内外微纳卫星典型应用
第一节遥感
一、美国鸽群星座
二、美国狐猴星座
三、美国黑天星座
四、美国鹰眼星座
五、阿根廷卫星逻辑星座
六、中国珠海一号卫星星座
七、中国灵鹊星座
第二节通信
一、加拿大开普勒低轨物联网星座
二、荷兰海博星座
三、澳大利亚舰队星座
四、中国天启卫星物联网星座
五、中国天行者星座
第三节技术试验
一、美国光通信与传感器演示验证卫星
二、美国精灵卫星
三、欧洲空间碎片清除任务
四、欧洲用于气动热力学研究与烧蚀测量的立方星
五、中国珞珈一号
第四节深空探测
一、美国火星立方一号
二、美国阿尔忒弥斯计划立方星
三、欧洲赫拉任务立方星
四、中国龙江二号微卫星
第五节天文观测
一、美国使天体物理学研究成为可能弧秒空间望远镜
二、美国太阳射电干涉仪空间实验任务
三、中国天格计划
四、中国极光计划
第六节*事应用
一、美国捣蛋*双星
二、美国TDO双星
三、美国综合通信扩展能力卫星
四、澳大利亚海盗项目
五、欧洲两国射频观测卫星
第七章国内外微纳卫星主要研制单位
第一节国外单位
一、美国国家航空航天局
二、美国泰瓦克纳卫星系统公司
三、美国蓝色峡谷技术公司
四、欧洲空间局
五、英国萨里卫星技术公司
六、英国开放宇宙公司
七、丹麦Gomspace公司
八、立陶宛纳型航电公司
九、瑞典AAC克莱德空间集团
十、加拿大多伦多大学航空航天研究所空间飞行实验室
十一、国外其他研制单位综述
第二节国内单位
一、深圳航天东方红海特卫星有限公司
二、上海埃依斯航天科技有限公司
三、中国科学院微小卫星创新研究院
四、上海欧科微航天科技有限公司
五、长沙天仪空间科技研究院有限公司
六、北京零重空间技术有限公司
七、北京微纳星空科技有限公司
八、哈尔滨工业大学
九、西北工业大学
十、国内其他研制单位综述
第八章国内外微纳卫星发展对我国的启示
第一节我国微纳卫星体系*策与需求简述
第二节国内外微纳卫星发展与应用对比
第三节促进我国微纳卫星发展与应用的措施与建议
一、微纳卫星多方向发展,满足不同应用需求
二、微纳卫星部件标准化、模块化设计,加速制造与集成
三、革新相关技术推动微纳卫星高性能、低成本方向发展
四、继续完善微纳卫星搭载发射技术,充分发挥火箭运载能力
国防*工产业研究中心
北京太阳谷咨询有限公司(国防*工产业研究中心)以“调查研究国外先进技术,提高用户科学决策能力”为使命,立足于国防*工行业,面向高端装备产业,致力于成为国内领先的高端装备产业研究与市场调查咨询机构。面向未来,我们将始终围绕国防*工技术与装备领域开展精细化研究工作,为战略决策、项目管理、规划论证、技术探索、产品开发、型号研制、市场拓展、课题研究等提供整体咨询解决方案与智力支撑。
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