
衛星普遍體(ti) 積龐大,製造費用和運營成本高昂(圖片來源:pixabay)
自人造衛星發明以來,人類就從(cong) 未停下使用衛星探索太空的步伐。由於(yu) 衛星普遍體(ti) 積龐大、涉及多項技術、製造費用高昂,且運營成本不低,因此全球每年在這個(ge) 領域都要投入大量的資金以維持相關(guan) 項目的正常運轉。顯然,如果以目前的狀況繼續發展下去,這些相對低效而花費巨大的衛星項目,將可能會(hui) 占用其他太空探索任務的開銷與(yu) 資源,對它們(men) 的正常推進造成阻礙。
那麽(me) ,我們(men) 是否有好的辦法來改變這種現狀呢?最直觀的解決(jue) 方案是讓衛星微型化。2018年,IBM 公司展示了一種新型的技術,可以讓計算機最大限度地縮小。這種技術能讓隻有鹽粒大小的載體(ti) 上裝滿100萬(wan) 個(ge) 晶體(ti) 管,實現複雜的計算工作。這些技術對於(yu) 衛星微型化具有極大的推動作用。
就目前而言,已經有一些手掌般大小的模塊型衛星被送入太空,而更小的衛星也已經在積極研發當中。

模塊化讓研發、生產(chan) 的效率提高,投入應用的過程更為(wei) 便捷高效(圖片來源:pixabay)
微型衛星主要有三個(ge) 方麵的優(you) 勢。首先,由於(yu) 衛星體(ti) 積大幅度縮小,其需要的能源也變得更少,整體(ti) 重量得以大大減輕。例如已經被送入太空的立方體(ti) 衛星,它們(men) 僅(jin) 有手掌般大小,邊長大約為(wei) 10厘米,質量在1千克以內(nei) 。如果人們(men) 能夠將傳(chuan) 統衛星重要的部件放入這些小立方體(ti) 中,那麽(me) 未來探索太空的成本將會(hui) 很大程度地降低。同時模塊化也能讓研發、生產(chan) 的效率提高,投入應用的過程更為(wei) 便捷高效。
其次,微型衛星在消耗、維護和運營方麵的成本相對較低,同樣具有經濟方麵的優(you) 勢。傳(chuan) 統衛星的壽命有限,在太空中不僅(jin) 飽受惡劣環境的影響,同時還難以進行維護和修繕。隨著微型衛星技術的發展,更換和維修過程將變得更加便捷。新型衛星還能采用自修複材料進行設計,新型材料的運用也使得微型衛星能夠穩定、持續地進行工作。
並且,最大的一個(ge) 不同點在於(yu) ,微型衛星能夠更加高效、靈活地進行集群工作。成百上千顆微型衛星將會(hui) 根據不同的需求組成協同網絡,以係統的形式共同完成一個(ge) 複雜的科研任務。當進行不同的任務時,它們(men) 可以重新組合成不同的係統,還能配合傳(chuan) 統的衛星技術進行工作。甚至在技術足夠成熟的條件下,微型衛星能夠像人工智能或神經網絡一樣進行學習(xi) ,拓展自身的工作能力。

在技術成熟的條件下,微型衛星能夠像人工智能或神經網絡一樣進行學習(xi) (圖片來源:pixabay)
然而,盡管將衛星微型化的做法看起來十分美好,但是在這條發展道路上依然困難重重。阻礙微型衛星發展的最大原因還是技術,衛星上必要的控製係統和推進係統以目前的科技來說很難做到輕便。因此,微型火箭的重量和體(ti) 積都會(hui) 受到限製,一些科學家所期望達到的運轉優(you) 勢並不能很快實現。
另一方麵,微型衛星如果使用傳(chuan) 統的運載火箭進行發射,就會(hui) 導致效率極低。最好的方式是采用小火箭或者微型火箭,以較高的頻率發射微型衛星進入軌道。但是目前主流的航天工業(ye) 仍以大型運載火箭為(wei) 主要的開發對象,微型火箭的研發隻能依賴於(yu) 新興(xing) 科技公司的投入。總體(ti) 來說,微型衛星在各個(ge) 層麵上都很難得到傳(chuan) 統的技術支持。
但不能否認的是微型衛星群相較於(yu) 傳(chuan) 統衛星的巨大優(you) 勢。從(cong) 科技的發展規律上看,微型化、係統化和可持續發展化是必然的趨勢。高效、節能是人類未來科技發展的方向。隨著納米技術、材料科學和航天科技的進步,原先阻礙微型衛星發展的種種難題也將依次解開。例如新型陶瓷材料、3D 打印技術和各類複合型材料等等,已經正在逐一解決(jue) 各類航天裝置的發展瓶頸。當這些技術和研發流程得以標準化,原來略顯臃腫的太空經濟也將健康、合理地得到迅速發展。在此基礎上,人們(men) 也就有更多的機會(hui) 去探索宇宙中未知的領域。
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