探讨国外低成本卫星技术

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1、探讨国外低成本卫星技术1低成本卫星内涵　　辨析当前，低成本卫星仍是相对概念，一般由工业界和学术界以低成本(Lo咨询公司、萨瑞卫星技术有限公司(SSTL，以下简称萨瑞公司)和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司(TAS)等均进行了相关研究，并采取了必要措施以降低卫星成本。　　美国政府从工程技术、竞争力和商业三个层面提出降低卫星成本的技术途径　　为了有效解决航天任务拖进度、涨成本、降能力问题，美国国家情报办公室于2011年12月面向美国工业界和学术界发布了信息征询书(RFI)，征集低成本卫星技术途径和备选方案。美国国家情报办公室征询结果表明，低成本卫星可从工程技术、竞争力和商业三个层面实现，其中标准化、

2、通用化、模块化设计是工业界关注的焦点。据此，美国国家情报办公室启动了空间通用模块化架构(SUMO)项目，重点提高卫星部组件通用化水平，以实现降低卫星成本和引入模块化概念鼓励创新的目标。　　1)工程技术手段。包括：支持即插即用(PnP)设计的标准化电子接口;通用化部件，满足多种应用需求;模块化平台设计;通用测试和鉴定要求;可升级体系架构;技术升级与创新。　　2)竞争力手段。包括：基于全局标准而不是用户产品调整目标;调整国际武器贸易条例(ITAR)，去除不必要的限制约束;政府保持全球航天领导者地位;政府和工业界联盟，创造双赢机会。　　3)商业与合同方面的手段。包括：创建可预测的、稳定的政府规

3、划周期;有效载荷搭载;充分使用商业服务、能力和基础设施;资源共享软件库，开发工具、开发技术和开发信息;资源共享轨道和频率资源;风险容忍文化;避免需求变化，保持需求的稳定性;项目管理和监管稳定;优化投资，与工业界利益保持一致;批量购买，实现采购方和供应方双赢;尽可能鼓励使用固定价格合同的方式;协调标准化和资源共享，并保护公司私有技术、发展战略和交易等秘密信息。　　英国萨瑞公司从六个方面践行低成本卫星发展理念　　萨瑞公司通过优化组织管理、改进卫星设计、形成了独特的低成本卫星研制文化。萨瑞公司自20世纪70年代成立之初，就以快速建造低成本小卫星为目的。按照以大卫星20%的成本和40%的研制周期

4、获得80%性能的设计思想，采用降低技术难度、降低寿命要求、降低进入门槛等方式，促进了新型研制模式的出现，通过大量使用商用现货部件、快速非连续制造、研制和测试流程优化，降低了卫星成本。　　1)小型团队，集同工作。高效精简和扁平化架构的研制管理团队是萨瑞公司保持较高工作效率、降低人力成本的重要举措;管理、设计、制造和运行部门在同一地点进行可以显著降低成本。　　2)减少分包商的数量，保持完整的内部能力。发展从卫星总体到分系统再到部组件级的研制能力，避免转包商所带来的制约与依赖，将减少正式接口文件和合同协商，从而提高生产效率。　　3)广泛使用商用现货产品，控制部件成本。在可能情况下，优先使用商业

5、或工业部件。在商业或工业部件可用的情况下，该方法可以避免航天级部件的高成本，减少交付周期、避免出口许可证及部件研制的重复等问题。　　4)采用灵活性设计。卫星设计采用在轨重构的方式，可以通过冗余将风险控制在一定范围。多年的经验证明，软件上传的功能至关重要，可以避免一些预想不到的情况发生。　　5)采用分布式计算机和测控系统。通过大量的处理器节点，可以分散系统的复杂性，可以减少对一台星载计算机的依赖。　　6)自主在轨运行。地面站和卫星自主运行意味着在进行常规运行时，地面站可处于无人值守状态;高度自主的小卫星技术以及先进的地面站技术，极大降低了卫星的维护成本，从而有效降低了任务的综合成本。　　3

6、低成本卫星关键技术　　低成本卫星是全寿命周期概念，需要创新的系统解决方案和关键技术作支撑。本研究重点从卫星平台设计和组装、集成与测试(AIT)两个方面分析低成本卫星关键技术。模块化卫星平台技术模块化平台是低成本卫星的关键技术。模块化平台技术尽量将技术上的升级、新功能的增加限制在某个模块上。当需要进行技术升级或需要增加新功能时，只需升级局部模块而不用对整个系统进行大的变动。采用模块化设计还能简化卫星系统组装、集成与测试过程，大大减少保障人员和保障设备，进而降低成本费用。美国诺格公司发展的鹰(Eagle)系列平台、波音公司幻影凤凰(PhantomPhoenix)系列平台、萨瑞公司静止轨道迷你

7、卫星平台(GMP)和日本电气公司下一代星(NEXTAR)平台等均是典型的模块化卫星平台。　　日本电气公司下一代星平台是由日本电气公司(NEC)研制的新一代模块化平台，平台各功能舱在物理结构上独立设计，在功能架构上基于Space)负责飞行软件的集成，原理上与集成一次结构板类似，确保各种应用能够根据需要选择软件和硬件组件。卫星数据模型集成在分布式星载计算机的多个CPU节点上，具有空间即插即用软硬件的自检测能力，主要负责管理硬件设备和上层