前 言
說起航太國際合作項目, 中國4家高校參與的QB50專案是其中的典範。 其中, 西北工業大學是QB50專案亞洲區的總協調單位, 建設了飛行任務控制中心, 研製了翱翔-1衛星。 哈爾濱工業大學、南京理工大學和國防科技大學分別研製了紫丁香-1衛星、南京理工大學-2衛星和NUDTSat衛星。 包括這4顆衛星在內的8顆衛星於2017年6月23誒發射升空。
QB50專案
QB50專案是歐盟2011年主導發起的國際合作專案, 將對200~380km高度的地球大氣低熱層開展多點原位探測, 系統原計劃由約50顆立方體衛星組成星座, 實際規劃發射了2顆技術試驗衛星和36顆科學探測衛星。
比利時馮卡門流體力學研究所(VKI)負責QB50專案總體協調, 國際15家機構合作開展了任務定義與實施保障、科學載荷、地面段、空間段、發射段等活動, 來自23個國家的40余所大學、研究機構和公司參與衛星研製工作。 QB50專案總成本1176萬歐元, 其中歐盟“第七研究和技術開發框架計畫”(FP7)資助800萬歐元。
專案進展
QB50專案發射計畫一波三折, 進度被迫推遲。 專案最初計畫使用旋風-4(Cyclone-4)運載火箭一次發射50顆衛星, 受到克裡米亞危機, 以及巴西方面資金和技術問題等多重因素的影響, 旋風-4火箭發射計畫最終取消。 QB50項目團隊與國際發射服務提供者廣泛接觸, 歷經多次部署方案變更, 最終確定從“國際空間站”在軌釋放和運載火箭搭載發射的分批次部署方案。 2014年6月19日, 利用“第聶伯”(Dnepr)火箭發射2顆QB50技術試驗立方體衛星;2017年4月18日, 進行首次QB50科學衛星發射, 28顆QB50衛星搭乘“天鵝座”貨運飛船進入“國際空間站”,
QB50專案發射的38顆衛星中, 2顆開展專案先導試驗, 對專案可行性和有效載荷進行了驗證;10顆攜帶“離子和中性粒子質譜儀”, 用於測量離子和中性粒子;14顆攜帶“原子氧通量探測器”, 用於測量低熱層氧原子和氧分子的分佈;10顆攜帶“多針朗繆探針”(mNLP), 用於測量低熱層等離子體的電子溫度、密度等重要資訊;2顆攜帶離軌裝置, 在軌演示阻力帆離軌技術。
QB50專案衛星
任務特點
航太國際合作模式不斷豐富,
開闢空間科學應用新方向, 打造大學工程教育新模式。 在空間科學方面, QB50項目實現了對地球大氣低熱層進行低成本、長時間、多點原位探測, 獲得的低熱層資料能夠進一步完善大氣模型, 具有重要的科學價值。 在工程教育方面, QB50專案改變了以往微納衛星工程教育專案小範圍、淺合作的模式, 面向全球大學招募合作夥伴, 提供統一的標準載荷套件,在一致化框架下開展深度合作,實現了廣泛航太工程教育的任務目標。
聚焦低成本發射技術,研製的釋放裝置已獲成功應用。一箭多星、搭載發射、空間站釋放等低成本進入空間技術的發展,是微納衛星大規模應用的前提。從項目執行過程看,QB50項目既是低成本進入空間技術的“受益者”,也是低成本進入空間技術的“貢獻者”。
充分考慮空間安全問題,演示驗證衛星離軌技術。國際社會日益關注空間碎片減緩和空間安全問題,大型星座計畫的提出、發射與在軌運行均會引發各界高度關注。歐盟在主導實施QB50項目時對此高度重視,預先充分分析論證,提前制定嚴格規範、採取實際操作措施,降低大量立方體衛星發射入軌導致的空間碰撞風險和空間碎片問題。
提供統一的標準載荷套件,在一致化框架下開展深度合作,實現了廣泛航太工程教育的任務目標。聚焦低成本發射技術,研製的釋放裝置已獲成功應用。一箭多星、搭載發射、空間站釋放等低成本進入空間技術的發展,是微納衛星大規模應用的前提。從項目執行過程看,QB50項目既是低成本進入空間技術的“受益者”,也是低成本進入空間技術的“貢獻者”。
充分考慮空間安全問題,演示驗證衛星離軌技術。國際社會日益關注空間碎片減緩和空間安全問題,大型星座計畫的提出、發射與在軌運行均會引發各界高度關注。歐盟在主導實施QB50項目時對此高度重視,預先充分分析論證,提前制定嚴格規範、採取實際操作措施,降低大量立方體衛星發射入軌導致的空間碰撞風險和空間碎片問題。