2016年6月6日，我校信息學(xué)院特聘教授、上海微小衛(wèi)星工程中心研究員吳樹(shù)范以“立方體衛(wèi)星：源自大學(xué)生的衛(wèi)星技術(shù)與應(yīng)用”為題，為同學(xué)們帶來(lái)了一場(chǎng)“科技之光”講座，帶領(lǐng)同學(xué)們?nèi)矫媪私馕⑿⌒l(wèi)星、尤其是立方體衛(wèi)星領(lǐng)域的技術(shù)沿革與前沿動(dòng)態(tài)。

吳教授首先介紹微小衛(wèi)星的概念、定義和由來(lái)。早期的衛(wèi)星通常凈重在500千克以上，但90年代起，隨著元器件工藝的逐漸成熟，出現(xiàn)了Minisat、Microsat以及凈重甚至不到50千克的Nanosat。1999年，加州州立理工大學(xué)與斯坦福大學(xué)聯(lián)合提出了立方體衛(wèi)星（Cubesat）這一概念，此類(lèi)衛(wèi)星的凈重一般小于1.33千克，完全顛覆“衛(wèi)星”的傳統(tǒng)概念。近年來(lái)，隨著材料、集成電路等領(lǐng)域技術(shù)的成熟，各國(guó)制造、發(fā)射的立方星數(shù)量越來(lái)越多。2014年，立方星被《Science》雜志評(píng)為2014年的十大科學(xué)突破之一。

隨后，吳教授介紹了立方星所涉及到的幾個(gè)主要模塊。一個(gè)立方星設(shè)計(jì)和搭建過(guò)程中，載具平臺(tái)、載荷、結(jié)構(gòu)、機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊（OBDH）、自主姿態(tài)控制系統(tǒng)（AOCS）、遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)（TMTC）等多個(gè)模塊都是不可或缺的組成部分，而這些模塊的協(xié)同配合廣泛涉及多個(gè)科學(xué)學(xué)科分支，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科背景的合作。他向同學(xué)們介紹了國(guó)際上一些主要的立方星項(xiàng)目，如以對(duì)地觀(guān)測(cè)為主的Planet Labs、在微重力環(huán)境中研究基因表達(dá)的GeneSat-1、監(jiān)控酵母細(xì)胞在微重力環(huán)境中生長(zhǎng)情況以期有助于藥物作用研究的PharmaSat、搭載多個(gè)低成本科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的O/ORES，以及曾經(jīng)包含上科大一號(hào)衛(wèi)星的QB50計(jì)劃。除了科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)研發(fā)和設(shè)計(jì)的立方星外，很多創(chuàng)業(yè)公司也將立方星系統(tǒng)作為其主營(yíng)業(yè)務(wù)，如GomSpace、Spire Global等。

在展望世界范圍內(nèi)的微小衛(wèi)星進(jìn)展后，吳教授深入介紹了中國(guó)微小衛(wèi)星的發(fā)展情況，包括2015年9月發(fā)射升空的上科大二號(hào)。上科大二號(hào)計(jì)劃由3顆立方星組成——3單元規(guī)格的2A、2單元規(guī)格的2B和2C。利用衛(wèi)星覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，這些衛(wèi)星可以在全球上空采集豐富的圖像和通信信號(hào)，目前主要功能包括監(jiān)控極地地區(qū)的海冰情況、接收與分析航行船舶的AIS信號(hào)、監(jiān)視航空ADS-B信號(hào)等。

在提問(wèn)環(huán)節(jié)中，有同學(xué)就Spire Global衛(wèi)星通過(guò)偵測(cè)GPS信號(hào)的變化情況探測(cè)大氣環(huán)境的原理細(xì)節(jié)向吳老師提問(wèn)。吳教授解答說(shuō)，這其中的關(guān)鍵是，立方星數(shù)目多、形成陣列，可以通過(guò)多星數(shù)據(jù)采集，配合數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行分析，這種靈活性正是傳統(tǒng)大型衛(wèi)星所不具備的。有同學(xué)提問(wèn)說(shuō)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蛶捠侨绾沃胃叻直媛蕡D像的回傳的。吳教授為了回答這一問(wèn)題，對(duì)微小衛(wèi)星工程中心所建設(shè)的地面接收站的分工和技術(shù)參數(shù)做了詳細(xì)介紹。

我校與上海微小衛(wèi)星工程中心比鄰而居，相互開(kāi)展了諸多科創(chuàng)活動(dòng)。此次“科技之光”也使得更多同學(xué)了解了微小衛(wèi)星，尤其是立方星的具體情況，鼓勵(lì)更多同學(xué)參與到相關(guān)的科創(chuàng)活動(dòng)中去。