Acerca de los nanosatélites
Descripción del problema:
¿Cuáles son las ventajas de los nanosatélites?
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Análisis:
Los nanosatélites suelen referirse a satélites con una masa inferior a 10 kg y funciones prácticas. Se desarrolla sobre la base de micro/nanotecnologías, como la tecnología microelectrónica, la tecnología microelectromecánica y la tecnología microoptoelectrónica, y refleja la tendencia de desarrollo de la miniaturización de las naves espaciales. Entre los nanosatélites que se han lanzado se encuentran el satélite SPUTNIK-2 del Instituto Ruso de Investigaciones Espaciales, el satélite estadounidense Bitsy, el satélite AUSat, el satélite PICOSAT, el satélite británico SNAP-1, etc. Para reducir los costes de lanzamiento, los nanosatélites suelen lanzarse con varios satélites en un solo cohete.
La investigación sobre la tecnología de nanosatélites y su tecnología de aplicación de redes es uno de los puntos calientes en la investigación internacional de tecnología satelital y pertenece a la categoría de exploración de alta tecnología. Se utiliza principalmente en comunicaciones, exploración militar, geológica, monitoreo ambiental y de desastres, transporte, servicios meteorológicos, experimentos científicos, exploración del espacio profundo, etc.
1. Experimentos de enseñanza e investigación científica
La complejidad del sistema de picosatélites/nanosatélites es menor que la de los satélites grandes, el ciclo de investigación y desarrollo es más corto (alrededor de dos años), y los fondos necesarios para investigación, desarrollo y lanzamiento también son mucho más bajos que los de los satélites grandes. Por lo tanto, es posible que las ideas de los estudiantes se hagan realidad. Los estudiantes pueden utilizar audazmente componentes comerciales. Por ejemplo, algunos microsatélites utilizan módulos de teléfonos móviles de comunicación inalámbrica comerciales como componentes de comunicación por satélite, verificando así los componentes comerciales en el espacio y reduciendo en gran medida los costos de los componentes de futuros satélites. Los estudiantes también pueden colocar sus propios componentes en el espacio para verificar su rendimiento, como antenas y mecanismos de despliegue de paneles solares, para uso futuro en otros satélites.
2. Plataforma de experimentos de ciencia espacial
Aunque los picosatélites/nanosatélites son pequeños, son plataformas de experimentos de ciencia espacial muy importantes y pueden llevar a cabo experimentos de ciencia espacial específicos, como formaciones de satélites Vuelos, radiocomunicaciones de constelaciones, destellos de GPS, viento solar, mediciones de campo geomagnético y densidad de iones ionosféricos, emisiones de satélites, etc. Por ejemplo, el satélite TU Sat 1 puede medir la densidad del plasma en el espacio y estudiar la electrodinámica producida por las ataduras que viajan a través de la ionosfera. El satélite QuakeSat utiliza magnetómetros para medir campos magnéticos de frecuencia ultrabaja a gran altitud, estudiar su correlación con los terremotos de superficie y más. Además, los picosatélites/nanosatélites pueden proporcionar pruebas de vuelos espaciales y demostraciones de nuevas tecnologías de forma económica y rápida, especialmente para la verificación espacial de futuras tecnologías MEMS y sensores o sistemas de propulsión que utilicen tecnología MEMS.
3. Comunicación
Los satélites pico/nano se utilizan generalmente en órbitas bajas (por debajo de 1000 km) y a menudo se lanzan en satélites de bajo coste, por lo que son especialmente adecuados para rutas dispersas y Aplicaciones que no son en tiempo real. Aplicaciones de comunicación de bajo coste, como correo electrónico, fax, telegramas, datos y otros servicios. Por ejemplo, el satélite TU Sat1 proporcionará comunicaciones por correo electrónico a países en desarrollo, ya que una de sus misiones satelitales se utiliza para recibir señales AIS transmitidas por barcos, incluidos datos sobre la posición, velocidad y dirección del barco, y luego transmitir estos datos; al suelo, se puede utilizar para controlar la seguridad de los barcos. Además, las constelaciones de satélites compuestas por picosatélites y nanosatélites también presentan enormes ventajas potenciales en materia de comunicaciones de emergencia flexibles.
4. Fotografía óptica
Los picosatélites/nanosatélites se pueden utilizar como plataformas de fotografía óptica. Por ejemplo, el satélite XI-IV de la Universidad de Tokio en Japón utiliza cámaras comerciales CMOS para capturar imágenes de la Tierra y el Sol, lo que puede verificar el efecto de aplicación de los sensores CMOS en el espacio. Además, el satélite SNAP-1 de la empresa británica Surrey fotografió otros dos satélites lanzados con él y envió las imágenes a la Tierra, lo que permitió a los controladores terrestres observar las naves en órbita desde el exterior.
5. Aplicación de constelación
Los picosatélites/nanosatélites se caracterizan por su tamaño pequeño y su función única, pero cuando varios satélites forman una constelación, pueden alcanzar y superar a un satélite grande. . función. Al mismo tiempo, debido a su bajo costo de desarrollo y la capacidad de lanzar múltiples cohetes al mismo tiempo, tiene grandes ventajas en la creación de redes de constelaciones. Por lo tanto, los picosatélites/nanosatélites a menudo se despliegan y utilizan en forma de constelaciones para ejercer el poderoso efecto de "hormigas soldados". Por ejemplo, ICE planea lanzar dos pequeños satélites al mismo tiempo para que la distancia entre ellos sea superior a 100 metros para medir simultáneamente la diferencia en las señales de los satélites GPS y estudiar el fenómeno de parpadeo de la señal cuando la señal del GPS atraviesa la atmósfera. .
6. Aplicaciones militares
Los picosatélites/nanosatélites tienen amplias perspectivas de aplicación en el ejército. Este tipo de satélite no sólo es de bajo coste y puede producirse en masa, sino que también es reconfigurable y renovable. Por ejemplo, 648 nanosatélites con diferentes funciones dispuestos a intervalos iguales en varias órbitas heliosincrónicas pueden monitorear e interferir continuamente en cualquier lugar de la Tierra en cualquier momento. Incluso si fallaran algunos nanosatélites, no se paralizará todo el sistema, pero sí se reducirán algunas funciones. Por poner otro ejemplo, los picosatélites/nanosatélites pueden estar integrados o dispersos. La llamada integración significa ensamblar varios satélites de piel/nano idénticos en un marco portátil y, por lo general, utilizar la cámara de baja resolución de cada satélite para capturar la misma área y luego integrarlos en una imagen de alta resolución; llamado medio de dispersión Libere estos pico/nano satélites durante tiempos de guerra y déjelos distribuirse (volar) alrededor de las estrellas enemigas para vigilancia, interferencia y ataque. En resumen, los microsatélites son particularmente adecuados para guerras locales y guerras de información debido a su pequeño tamaño, buen ocultamiento, respuesta rápida, buena maniobrabilidad, gran capacidad de supervivencia y bajo costo, y tienen enormes beneficios militares.