立方體衛星沒有推進係統。衛星靠初始速度,以第一宇宙速度運行。美國伊利諾州立大學的立方體衛星計劃使用微型的離子調姿火箭,給衛星裝上速度的翅膀。立方體衛星的技術和功能將會越來越接近大衛星。
大部分立方體衛星是科學試驗衛星。衛星的種類也仿真大衛星,有通信衛星、地球觀察衛星、氣象衛星、導航衛星、照相偵察衛星和試驗衛星等。
課桌上造衛星
在課桌上能造衛星嗎?世界上有很多所理工大學都製訂了立方體衛星計劃。各大學一般招收理工科三年級學生,4~6人自主組成研發小組。第一學期以教授太空知識、衛星係統工程學基礎理論,及衛星係統設計概念為主;第二學期重點是立方體衛星係統的總體設計,各分係統的細部設計。學生們經過係統學習,根據各自的專業,分別設計各分係統,經過協調分析,一顆做夢也想象不到的衛星,從各自的大腦裏集合到一張藍圖上。
美國幾個學習微電子與微機械的學生,在美國空軍研究實驗室的資助下,研製了一顆軍事衛星。學生們了解掌握了天文學、太空環境學、太空動力學、光學、衛星通信學、衛星應用學、衛星的結構功能和係統原理、納米知識、衛星設計理論等學科。衛星極小卻是多種智慧和多學科交叉的結晶。兩年後,一顆世界上最小的納米級的照相偵察衛星誕生了。這顆立方體衛星僅10厘米見方,淨重不超過1千克,但裏麵滿滿當當塞滿了磁性繼電器、微控製器、A/D 轉換器、輸入輸出擴展器、敏感器、數字傳輸係統和鎳電池等。
一顆高科技的衛星在自己的手裏誕生,大學生們把立方體衛星稱為:會飛的芯片。他們將各個分係統、小部件組裝成衛星,經過分係統測試、綜合測試、地麵測試和太空環境測試,測試優秀後就可進入發射程序。
以成敗論英雄
立方體衛星雖然很誘人,但真正能進入太空成為衛星,圍繞地球運行的很少。大多數立方體衛星因為設計、製造、功能上的原因變成一堆廢品;一部分衛星沒能通過各種測試,隻能在學校的櫥窗和展台上一展風采。隻有少數設計先進、品質優良的衛星能登上太空,成為天之驕子。
2006年,美國加州工藝大學、德國維爾茨堡大學、丹麥奧爾堡大學、丹麥技術大學、美國路易斯安那大學、美國康奈爾大學的學生共研製了14顆立方體納米衛星。中國台灣成功大學研製了3顆“番薯”號衛星。本來“番薯-1”號衛星準備於2006年7月26日搭乘俄羅斯的火箭發射升空,由於政治原因俄羅斯最終沒有同意發射。2006年7月26日俄羅斯發射衛星時爆炸,18顆衛星同時罹難。“番薯-1”號卻幸運地躲過了一劫,至今放在台灣國立太空技術研究院的展台上。台灣成功大學認為天佑“番薯”。
太空的禮物
大學生們十分欣賞自己的作品,把它作為藝術品送給太空。立方體衛星計劃及知識在發達國家及地區已經普及,大學生造衛星已不是頭條新聞。美國、歐洲、日本、澳大利亞、德國、印度等國近百所大學的立方體衛星研製都走在了世界的前列。
美國斯坦福大學的一名大學生參加研製了一顆試驗通信衛星。他爸爸不相信兒子的能力:“他讀的是大學,但隻有高中的水平。如果他製造的衛星真能飛上天發射信號,我就送他一套帶泳池的小別墅、一輛法拉利跑車,外加一條貴賓犬……當然,女朋友還要自己找。”當聽到兒子研製的衛星發射的音樂時,爸爸彈了一下兒子的腦門:好小子,比我強多了!
立方體衛星計劃的成功,引得許多中學生摩拳擦掌。據稱,英國、澳大利亞、日本、瑞典的中學生的立方體衛星已經完成,等待發射。
2012年,歐洲空間局將發射1箭11星,除了意大利的直徑37.6厘米、重400千克的激光重力測地衛星是小衛星外,其他9顆都是立方體衛星, 波蘭的1顆太陽帆試驗納米衛星也屬於立方體衛星。
歐洲空間局1箭11星的發射重量並不重,但任務很光榮和艱巨。它承載著歐洲多所大學的學生的智慧和心血。衛星發射充滿了風險和榮耀。