越小越美的精靈——小衛星
2005年後,俄羅斯的空間監測係統發現在240千米到600多千米的近地空間,有越來越多的忽隱忽現的不明飛行物。這些不明飛行物都是近幾年發射的重量很小的小衛星,大部分是小衛星的試驗品,一部分是擔負偵察任務的小間諜。美國情報專家說:我們想看看他們吃些啥,有沒有熊掌和魚子醬。
有的衛星走了一條從小到大,又從大到小的發展道路。20世紀80年代中期出現了新一代的小衛星。小衛星采用當代高新技術,應用新的設計概念和科學管理方法,極快速地提高了衛星的功能。
由於微電子技術的進步,小衛星采用了許多小型高性能的電子部件。它們具有一些大型衛星才有的功能,並為小衛星進一步微型化,進而發展成微型衛星、納米衛星打下了基礎。如將所有的電子器件都集成在一個直徑1分米的芯片上。這個芯片可以取代衛星主板而大大減輕重量。小衛星有那麼多優點,那麼能否將小衛星做得更小一點呢?
1993年,美國宇航公司在一份研究報告中首次提出了納米衛星的概念。英國薩裏大學首先提出將小衛星按重量細分:小於500千克的統稱為小衛星。小衛星分為4個等級:100~500千克的稱為小衛星;10~100千克的稱為微衛星;小於10千克的稱為纖衛星;小於1千克的稱為皮衛星。小於10千克的統稱為納米衛星。
現代小衛星具有成本低、重量輕、體積小、性能高、研製周期短和大批量製造六大特點。小衛星在軍事應用上極為廣泛,成為軍事衛星發展的方向之一。明著是科學家,實際是間諜,必要時直接成為殺手。微小衛星和納米衛星可大量部署,機動性強、無法攻擊。追求小衛星成為各國研究的潮流。俄羅斯專家笑曰,我們好像生活在小人國,在微觀世界進行一場科技大戰。
小衛星雖不能完全取代大型衛星,但作為臨時替身毫無問題。單顆衛星的報價僅相當於一架噴氣式戰鬥機,但是如果大量部署起來,也需要一筆不菲的開支。
最省錢的天文台——微衛星
英國薩裏大學是最早研製並成功發射微型衛星的。2000年6月28日,中國的“清華-1”號微型衛星在俄羅斯普列謝茨克發射場發射升空。“神舟七號”在太空施放的小衛星直徑40厘米,鋰離子電池。它有兩個鏡頭,可以拍攝清晰度4米到2千米範圍內的圖像,可以存儲3000多張照片,並以幾兆每秒的速度傳回地麵。2009年1月23日,日本一次發射了8顆衛星,其中7顆為大學和民間公司研發的微型衛星。到2011年底,各國已經發射了300多顆各種微型衛星。
2001年10月22日,歐洲空間局發射了一顆名叫“普羅巴”的微型地球觀察衛星。“普羅巴”隻有一個普通保險箱那麼大,重量50千克,飛行高度615千米,分辨率18米,掃描寬度14千米。
“普羅巴”觀察地球並不比大衛星遜色,但也有看走眼的時候。它能每天悄悄偵察中國十幾次。歐洲空間局宣布“普羅巴”看見了北京長城,但最後證實是北京郊區的河流。分辨率較高的微型照相偵察衛星,確實能拍到清晰的長城,而且城堡、垛口都曆曆在目。“普羅巴”還是嫩了點。
歐洲大學生設計的“快車”號衛星,體積為60厘米×60厘米×90厘米,重量62千克,總計花費10萬歐元。衛星在太空中開展地球圖片拍攝、信號傳輸等試驗項目。“快車”號衛星是由來自全球12個國家的20多所大學的200多名大學生,通過互聯網共同設計的。衛星從設計建造到組裝調試,直至2005年10月最後發射升空,前後僅用時18個月,當時創下了一項衛星研製時間最短的世界紀錄。
地球上每天釋放巨大的能源。閃電是能源釋放,大雷雨前會產生強烈的電場加速,閃電與伽馬射線的關係隻能從太空被發現。美國國家航空航天局戈達德航天中心設計研發了3年,隻花了100多萬美元,一顆低成本高科技的微型衛星——“螢火蟲”閃電與伽馬射線探測衛星就誕生了。它可廣泛地進行地球探測、生態學監聽、地震預測和電離層監測。
“螢火蟲”衛星由美國空間研究協會、哥倫比亞大學、馬裏蘭東方大學協助,國家科學基金讚助。“螢火蟲”衛星預計2012年發射。它將成為太空上最省錢的一座小天文台。
虛無縹緲的境界——纖衛星
美國空軍上校弗理德·肯尼迪,在小衛星的基礎上又進一步提出了小型太空器的概念,重量隻有4.5~10千克,可以裝載在小型導彈彈頭上,由普通戰鬥機發射升空。一旦美軍衛星受到敵對國家的摧毀,美軍戰機將緊急起飛並發射。如果這種小型太空器的有效載荷是高爆炸彈,完全可以成為截擊衛星,靠近敵星自殺成仁。以幾十萬美元的代價換取幾億、幾十億美元的戰果,是非常劃算的。