NTU将带领研制新加坡首个极低地球轨道微型卫星

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编者按

新加坡将建造一颗迷你冰箱大小般，重量约100公斤的小型卫星，将以非常接近地球的距离飞行来试验新技术，同时测试低空飞行卫星的可发展空间。

飞机是在地表上空大约10公里处飞行，传统卫星的飞行高度是在500 - 800公里之间，而这次微型卫星是在地表上空约250公里处飞行，亦是新加坡首次做这样的尝试，预计将于2025年完成并发射。



林炜森先生

来源：Smallsat Development & Communication

本项目由南大领导新的太空联盟负责，南大卫星研究中心执行主任林炜森（Lim Wee Seng）先生表示，微型卫星与地球的距离是传统卫星的一半，其遥感能力也将增加一倍。这意味着微型卫星能够以更高的解析度来拍摄遭自然灾害破坏后的场景。因为卫星距离地球更近，减少网络延迟的问题，电子通讯效果更好。



科研人员来NTU的实验室，来源：海峡时报

自2011年以来，南大已经设计、建造并将九颗新加坡卫星送入太空。第一个是X-SAT，一颗重达106公斤的遥感微型卫星，与DSO国家实验室合作制造。此次微型卫星项目得到了新加坡国家国家航天局太空科技与工业处（Singapore’s national space office, the Office for Space Technology and Industry）的支持。

极低地球轨道VLEO

这颗全新的卫星性能更优，能以极低地球轨道(Very Low Earth Orbit, VLEO)飞行，这方面仍是一个新兴领域，新加坡还需要收集数据，以推动未来商业VLEO卫星的发展，从通信到成像，再到气候和天气监测等多种用途。

目前很少有卫星被发射到非常低的轨道上。欧洲航天局的GOCE卫星是其中之一，能仔细地描绘地球引力的变化。而这次的卫星还将配备新加坡首台本地设计的太空相机，可以拍摄长度为50厘米(约一个包裹大小)的物体的高解像度图像。该相机将由本地科技公司LightHaus Photonics制造，可用于供应链监控、农业和采矿等应用。



卫星的图片，来源：mothership

卫星近地表飞行面临一个挑战，就是由于大气阻力或摩擦，卫星可能会偏离轨道，在几天内重回地球大气层。Aliena是本地一家宇航初创公司，其首席执行官Mark Lim博士解释：“在较低的轨道上，大气密度更大，就会有更大的阻力或摩擦，减慢卫星的速度。若卫星减速，其最终会掉落地面。这时，我们需要一个引擎来推动它继续运行。”



NTU科研人员合照，来源：海峡时报

Aliena设计了一个节省燃料的引擎，可以产生更强的推进力，传统卫星的推进系统排气速度约为8公里/秒，Aliena的引擎以每秒40公里的排气速度保持卫星的低轨道运行。而为了进一步减少大气阻力，与传统卫星的矩形或盒状相比，微型卫星的外形将更长，更像火箭。

太空垃圾的问题

自50多年前开始向太空发射物体以来，轨道碎片或航天器中未被使用材料或废物造成的太空垃圾一直是个问题。根据美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)的数据，大多数轨道碎片都在近地轨道，而国际空间站也在近地轨道飞行。



太空垃圾，来源：我爱历史网

为了确保新加坡的小卫星的应用不会成为太空垃圾，它的引擎将会被关掉并在数天内回到地球。研发团队表示：“引擎最终将在重返地球时，在大气层中烧毁，不会在太空留下任何碎片。” 他们补充道：“这种‘被动清理’方式极大程度地降低未来极低地球轨道飞行器发生碰撞的风险，而近地轨道上的极低地球轨道飞行器变得越来越多。”

信息来源：

1.  "Singapore to build and launch high-tech small satellite that will fly close to earth" The Straits Times.

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