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太空童子军--战术小卫星
(2006-11-17 18:03:41)| 分类： 中国军事装备 |
谁控制了太空，谁就掌握了战争的主动。为了确保太空优势，美国正在实施“太空快速响应”计划。“太空快速响应”计划涉及的领域很广，除了快速响应航天运载器外，还包括战术卫星、近太空以及快速响应发射场等。围绕该计划的各种战术小卫星开始异军突起。
中国小卫星发展概况：
与其他航天国家一样，中国的空间技术也是从小卫星开始起步的。迄今为止，中国卫星的摇篮———中国空间技术研究院，已代表我国成功研制发射了9颗小卫星，成为国内小卫星研制的领军单位。这些小卫星为空间科学与技术实验、遥感探测及其应用领域的拓展，提供了有利条件：
中国于1970年4月24日成功发射的第一颗卫星“东方红一号”，重量为173千克，是中国第一颗简单小卫星。
一年后，1971年3月又发射了第二颗简单小卫星“实践一号”，重量为221千克，这颗小卫星在太空中成功运行了8年，取得了大量的科学研究数据。
由于新技术发展和空间物理探测的需要，中国又在1981年7月用一枚火箭同时发射成功了三颗小卫星。
1990年我国发射“风云一号”气象卫星的同时，又搭载发射了两颗小卫星。
1994年2月，我国运用成熟技术，以较快速度研制发射了“实践四号”小卫星，这颗重396千克的卫星，由“长征三号”火箭搭载发射，卫星在轨道上进行了空间幅照环境探测与研究，并进行了砷化镓太阳电池和镍氢电池等试验，取得了令人鼓舞的成果。
1996年，中国空间技术研究院运用现代管理方法，仅用了不到两年时间，就完成了“实践五号”现代小卫星工程研制。卫星于1999年5月10日在太原卫星发射中心搭载发射升空。按用户要求，卫星在轨运行3个月，完成了在微重力条件下两层流科学试验。卫星在两种重力环境下，进行了8天试验，共获得12000多幅图像，图像清晰，数据完整。
我国科学家第一次通过“实践五号”的科学试验，实现了空间遥控操作，共进行了30多种不同条件下的科学试验，获得了国际微重力流体力学领域的重大成果；
进行了S波段数传发射机和大容量固态存储器试验，数据与传输图像达到满意效果，大容量存贮器工作正常，新技术验证试验获得全面成功，为我国航天器采用此新技术积累了宝贵经验；
卫星记录了大部分单粒子事件发生在南大西洋异常区，印证了外国同类试验的观察结果，采用工业级器件，进行了单粒子效应及其对策试验，取得了可喜成果。其硬件软件对策有效。为航天器抗辐照加固设计提供重要数据，还为小卫星元器件等级选择，降低成本进行了有益探索。同时，空间环境测量取得了满意效果。专家认为，“实践五号”小卫星设计合理，技术先进，平台适应性很好，达到国际90年代先进水平。
经过多年努力，中国空间技术研究院已突破了多功能结构、集成化星务管理等四项关键技术，自主研制开发了第一代用于中低轨道任务的高性能小卫星公用平台CAST968。平台采用基于网络的集成化电子系统，统一调度管理星上任务和资源，有效载荷占重比达30～60％，其电池翼可驱动和扩展，采用对地、对日、对其它天体三轴稳定，对地、对日、对其它天体自旋稳定。控制方式是偏置动量轮＋磁控，反作用轮＋磁控，具有变轨和轨道维持能力，适用于单星发射、双星发射、多星发射和搭载发射，具有完整的在轨技术支持和技术服务，具备批生产能力。支持三轴稳定和自旋稳定等多种姿态控制方式。采用与国际接轨的USB测控体制。电源系统采用太阳电池与蓄电池联合供电方式，平台供电能力可以根据任务需求灵活裁剪。平台采用被动为主、主动为辅的热控措施。这一平台的建立及该院卫星研制的成熟设备，不仅将保证卫星的可靠性和灵活性，还可确保研制周期在24个月以内。
我国政府十分重视小卫星及其应用的发展。在国家“十五”计划中，将发展小卫星及其应用列入我国高技术领域未来重点发展的20个专项之一。在“863”计划中还成立了专家组，开展小卫星研究。
在“实践五号”平台基础上，根据用户需要进行修改和升级研制开发的我国首颗海洋探测卫星“海洋一号”小卫星，研制工作已经完成。该卫星是为国家海洋局研制的，是采用CAST968平台技术研制的第二颗现代小卫星。卫星装载一台分辨率为1100米的十波段海洋水色扫描仪，和一台分辨率为250米的四波段CCD相机。
“海洋一号”卫星主要用于对海洋水色要素探测、环境调查、资源探测、港口泥沙分布规律观测、水温水质观测等，具有变轨和轨道维持能力，姿态控制更为精确，输出功率更大，自主定轨能力有所提高，卫星预计2002年上半年发射。
目前，中国空间技术研究院地球双星探测计划已经启动，该计划是利用两颗轨道相互交叉的小卫星，携带18台探测器，对地球进行大尺度的磁层空间同步探测，卫星将于2003年发射升空。航天东方红卫星有限公司是该计划的主要实施者。
为启动市场机制，促使社会多元资本进入空间技术领域，推动小卫星产业化发展，中国航天科技集团公司和中国空间技术研究院共同出资组建了航天东方红卫星有限公司，主要从事小卫星的开发研制、卫星应用工程系统的设计和产品开发研制。
公司主要股东中国空间技术研究院建院30多年来，研制发射成功通信、返回式、气象、资源、导航定位、科学试验等各类卫星48颗和2艘飞船，已初步形成了通信卫星、返回式卫星、遥感卫星和小卫星等四种卫星系列平台，以雄厚的技术实力和人才资源优势，以及设施一流的空间飞行器总体设计、分系统研制生产、总装测试、环境试验、地面设备及其应用、服务保障系统等配套完整的研制生产体系，成为中国空间飞行器的重要研制基地。
航天东方红卫星有限公司将充分发挥上述优势，引入商业化机制，推动我国小卫星研制及其应用的市场化，产业化，对我国航天产业发展起到示范和推动作用。
为集中人力、物力、财力，组成一支“国家队”，加速小卫星及其应用技术的发展，经国务院批准组建小卫星及其应用国家工程研究中心，该中心隶属于航天东方红卫星有限公司，主要建设内容包括小卫星集同设计中心，总装、测试和试验中心，地面应用系统的研发生产基地等。包括小卫星的开发、研制、生产，卫星应用产品的研制、生产和系统集成，小卫星及应用产品的相关技术支持等。将在卫星系列化、集成化和平台化基础上，采用市场化运行机制，形成年产6～8颗卫星及配套应用系统的能
新思路催生快速响应小卫星
围绕“太空快速响应”计划研制的卫星要比现有的军用卫星小得多，运载火箭将能更快更便宜地发射，卫星也能迅速投入服务状态，而且，卫星入轨后也不需像现有卫星那样，要有一个较长的在轨检测和校正阶段。
现有的军用通信卫星的质量一般为4540千克，而快速响应小卫星的质量在45千克～386千克之间。同时，现有的军用卫星的研制周期往往需要10年之久，研制经费达到10亿美元以上。快速响应小卫星的研制过程较简单，周期较短，费用较低。为了降低费用和很快研制成功，它们并不采用要求重大突破的新技术。这种新的研制路线和传统研制卫星的路线不同，传统的路线要求卫星要有尽可能多的功能，但实际上很难做到。
从目前水平来看，快速响应小卫星还不能完全代替现有的大卫星。例如导弹预警卫星，它要求有很强的功率和能够长时间凝视地面，用小卫星是很难达到这种要求的。事实上，大卫星在通信、侦察监视方面仍将起重要的作用。但小卫星在战术上却有重大价值，可以对感兴趣的区域提供长时间的监视，特别是对于难于预测的突发事件，它可以提供情报、侦察、监视和通信快速响应能力，从而弥补大卫星的不足。这些突发事件可以是卫星本身引起的损坏，也可能是卫星受到敌方的攻击。从太空对抗的角度，美军考虑过自己的卫星一旦遇到敌方的高空核爆炸而大量破坏时，只能快速发射小卫星，进行反击。
身怀绝技的战术小卫星
在快速响应小卫星领域，美国空军、海军和其他联合实验室正在研制一系列小型“战术星”。
“战术星”的概念首先是由美国国防部转型办公室提出来的，并由它提供了第一个“战术星”的费用。这些造价仅为1500万美元的卫星可以通过因特网和战术指挥官联系。美国准备在今年发射“战术星”1，该卫星质量为109千克，将由美国太平洋司令部操作人员控制星上低分辨率光电和红外成像仪。美国太平洋司令部的战术指挥官，通过现有的接收无人机信息的地面设备，就可以接收“战术星”1 的信息。
计划在2007年上半年发射的“战术星”2质量为300千克，其分辨率可达0.9米，为全色成像卫星，它是由美国空军研究实验室专门研制的。
“战术星”3将携带由雷神公司研制的超光谱成像仪，将在2007年下半年发射。通过超光谱成像仪，美军可以穿过伪装看到隐蔽的目标，并可以提供战场周围地区的更多的地形信息，有助于决定能否让飞机降落和决定部队及车辆在地面的行动路线，也有助于决定躲避攻击的路线。
“战术星”4预计在2008年发射。这颗卫星带有通信载荷，可用于部队和位于它们视线之外的部队联系，这将有助于监控友军的位置，以避免发生被友军误伤的事件。这颗卫星是“战术星”系列中第一颗位于高椭圆轨道上的卫星，其它卫星都位于地球低轨道上。采用高椭圆轨道的倾角可以保证“战术星”4在目标观察范围内持续观察一小时以上，而不像低轨道卫星那样只能持续几分钟。这颗卫星的质量将接近小卫星的上限，达到363千克。
在该快速响应卫星领域，美空军的目标是在12个月内完成卫星的制造并投入使用，其关键在于卫星的模块化设计，即卫星平台为标准模块化平台，其能源、遥测、电子以及制导等分系统，平时处于作战储备状态，一旦需要，将能在2天～7天内完成组装发射。
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