走向第三维 —— 从无人机到微纳星（3）   2017 7月20日 北京 阴霾

目前的立方星及其组装的微纳星基本上都没有在轨推进（包括位保）动力。随着执行的任务越来越多样，微纳星的“微推进”问题正在成为航天动力研究领域的新热点。

下面是笔者在三极天基探测香山会议上发言后半部分的要点：

天基探测平台的发展方向：微纳化与标准化

（1）天基观测平台低轨道任务正在呈现多样化的趋势

微纳卫星平台在地球物理探测，气象、气候观测预报，预警、定位、导航，等等低轨道（百公里级）多样化任务方面，都有非常广泛的应用。而且微纳卫星平台具有机动灵活、经济实用的特点，非常适合应对重大灾害等紧急任务进行多卫星快速部署。

（2）CubeSat 开辟了天基探测平台微纳化的新路

CubeSat (1U): 10×10×11.35 cm3,  < 1.33 kg —— 基本在纳星范围，表面太阳能电池版覆盖，面积 < 400 cm^2；

可以直接投放，也可以一箭多星（几十上百颗）发射。

（3）微纳卫星急需中国标准

我们已经深切感受到：标准关系到发展的根本。标准平台是微纳星发展的基础。我国国民经济发展和科学研究深入提出了越来越多的、适于采用微纳卫星平台的空间任务。这将成为一个巨大的市场，急须顺应市场和国家战略需求，制定卫星平台的中国标准，为国家需求服务、为发展市场服务。考虑将来的发展，这一标准应有载荷、能源、动力考量。

目前的立方星及其组合大多没有在轨推进动力。但是笔者在5年前就指出：随着空间任务多样化，微纳星的在轨推进正成为平台必备的选择。这一点也越来越成为国际航天界的共识。[参见：Levchenko et al, Explore space using swarms of tiny satellites, Nature 562, 185。]

最近发射的Starlink星簇也再次证实了这一点。

（4）极轨天基探测载荷与在轨动力

 天基平台的载荷研发 —— 一直是严峻的挑战。微纳卫星平台结合芯片技术发展基于最新IT技术的载荷，在轨测试灵活、方便、快捷，可大大缩短研发周期，快速提高技术水平。

而微推进的发展，主要应是：成熟技术及装备的小型化和颠覆性新技术（如液态金属或“尘埃”颗粒的电推进技术等）的研发；特别要考虑有效载荷所占空间、电磁兼容性，等等。

（5）优势

我国目前发射的卫星以行业卫星为主，标准化有利于市场化。微纳化、标准化平台更有利于科学家直接参与卫星设计。

微纳卫星的灵活性使得提出项目建议到发射的周期大大缩短；类似无人机，可以大量、“随时”发射。可以大大提高“轨道”（不是仪器）分辨率：

     提高空间分辨：结合任务的编队飞行，实现多尺度观测（小尺度靠仪器，大尺度靠编队）；

     提高时间分辨：同样是小尺度靠仪器，大尺度靠轨道安排来提供，可轻易实现24小时连续覆盖。

结合国内载荷、动力发展，建设微纳卫星标准平台；并结合平台标准尽快部署微推进研究——是当务之急。