国际空间站将首次释放中国卫星

“翱翔一号”立方星。(西工大供图)

■本报驻陕记者　韩宏通讯员　刘建平　郑真

19日上午，西北工业大学官方发布消息：北京时间4月18日23时11分，西工大自主研制的“翱翔一号”立方星作为欧盟QB50计划首批发射入轨的28颗卫星之一，搭载宇宙神5运载火箭(Atlas5)/天鹅座货运飞船(Cygnus)，在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地成功发射升空。至此，西工大翱翔系列微小卫星已实现一年内连续三次成功发射。

“翱翔一号”将开展人类首次低热层大气科学探测

据通报，在今后的数天里，天鹅座货运飞船将与国际空间站交会对接，并将在4月底通过国际空间站在轨释放部署首批28颗卫星。另有8颗立方星预计稍后通过运载火箭直接发射入轨。执行本次任务的共有三颗中国卫星，按照时序第一释放的“翱翔一号”将成为第一颗通过国际空间站释放的中国卫星。

“翱翔一号”卫星是西工大航天学院教授周军带领青年教师和研究生研制的，重约2.2公斤，为标准2U(10厘米×10厘米×22.7厘米)结构。卫星上搭载离子与中性粒子质谱仪，用于开展人类首次对低热层大气的科学探测。低热层大气，是指距地面90至360公里的大气层。

在QB50的研制过程中，包括西工大在内的多所高校都独立发射了自主研制的立方星。其中，“翱翔一号”内部使用的计算机、磁力矩器、飞轮、电源系统等关键部组件均为自主研制。

西工大发起并担任QB50计划亚洲区总协调

QB50计划于2011年1月正式启动，23个国家与地区参与，由西工大与比利时冯·卡门流体力学研究所、欧洲航天局、德国宇航中心、美国斯坦福大学、英国萨瑞大学、英国穆拉德空间实验室、荷兰代尔夫特理工大学等共同发起，是迄今为止世界上参与国家最多的航天项目。

QB50计划是欧盟第七框架协议的旗舰项目，受到欧盟乃至全世界的广泛关注和高度重视，它通过国际大科学计划吸引了全世界各大高校和科研机构参与，共同发射36颗2U和3U的立方星，组成国际卫星星座开展对低热层大气的科学探测。QB50计划目前采用36颗立方星组成星座，由国际空间站释放部署在距离地面400公里的轨道上。

首批发射升空的28颗立方星，将于1至2年时间里在大气阻力作用下，从距离地面400公里逐渐衰减至90公里，最终进入大气层烧毁，在此过程中共同对目前人类尚未深入涉足的低热层大气的中性粒子、带电离子组成与分布、阻力参数、大气温度、磁场等，进行长时间多点在轨测量，并开展卫星再入大气层过程的相关研究。

西工大是QB50计划亚洲区的唯一发起单位，并担任亚洲区总协调单位，负责协调亚洲地区各高校的项目进展。6年来，西工大配合欧盟QB50委员会开展了大量工作，不仅积累了航天国际大科学计划合作的丰富经验，也为国内外高校构建了一个航天国际合作交流的平台。此次圆满保障了我国5所高校研制的5颗QB50卫星按时出口至欧洲进行集成测试，并转运至美国搭载发射。

“西工大标准”成为国际标准

据了解，QB50计划引领了我国立方星技术的发展，可以说是我国立方星研究的起点。周军介绍，世界上第一批立方星发射于2003年，而我国正式启动立方星研究项目正是源于QB50计划，西工大在国内率先开展了立方星技术研究，该校发射的世界首颗12U立方星“翱翔之星”正是在QB50计划的基础上衍生的灵感。在此之前，2016年4月　24日，陕西省首个高校卫星测控地面站在西工大建成投入使用；2016年6月　25日，西工大自主研制的世界首颗12U立方星“翱翔之星”在海南文昌成功发射；2017年1月9日，西工大与中国航天科工集团联合研制的2U立方星“行云试验一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。

一年三星!如今，西工大“翱翔”系列微小卫星团队已具备了较完善的立方星总体设计、部组件研制生产、整星集成测试、环境试验，以及在轨测控等条件；已经研制成功了2U、3U、6U、12U等系列化立方星，以及立方星部组件、立方星电磁弹射部署器等系列产品；并形成了立方星总体、组装集成和测试试验等标准和规范，具备了年产10至20颗立方星的能力，主要面向遥感、通讯、空间探测和新技术验证等卫星应用领域。

据悉，自西工大研制成功世界首颗12U立方星之后，国际上也开始了12U立方星的研制，采用的标准正是“西工大标准”。

2016年，西工大“翱翔”系列微小卫星获得第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛金奖；之后，研制团队获得中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总冠军。

2013年，西工大成功主办了QB50AsiaWorkshop，并作为第64届国际宇航联大会(IAC)分会。“翱翔”系列卫星团队成员于晓洲副教授当选美国航空航天学会(AIAA)小卫星专业技术委员会委员、国际宇航会空间大学联盟执行委会委员，获2015年度国际宇航联合会“青年空间领袖”称号。

周军表示，西工大研制团队将加强立方星技术创新发展，加快产业化步伐，不断提升西北工业大学在国际立方星领域的影响力。

立方星是目前国际上广泛使用的微纳卫星

立方星是目前国际上广泛用于大学开展航天科学研究与教育的一种微纳卫星，其设计的理念为“载荷服从总体”。设计和制造都实行标准化，包括外形设计、内部构造以及配件接口、卡槽等均采用国际通用标准。标准的立方星采用1U架构，即体积为10厘米×10厘米×10厘米。在此基础上，立方星可根据需求进行升级，扩增为“2U”“3U”，甚至更大。

立方星最大的优势在于设计制造标准的统一，更有利于卫星在国际上的流通与合作使用。立方星的发射与制作成本一般为数百万元人民币，这与动辄数亿乃至数十亿元的大卫星相比，成本低得多。同时，立方星具有功能密度大、研制周期短、入轨快的特点，通过组网形成星座，可实现对海洋、大气环境、船舶、航天、航空飞行器等的监测；也可应用于空间成像、通信、大气研究、生物学研究，以及新技术试验平台等方面。

(本报西安4月19日专电)