美國海軍正在考慮通過一項使用納米衛(wèi)星的計劃來減少成本。近日,外媒報道，在太平洋中心太空和海洋作戰(zhàn)系統(tǒng)的支持下，太空系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室正在發(fā)展一種被稱為一體化通信拓展能力體的低成本納米衛(wèi)星，也叫“冰帽”（ice-cap）。該衛(wèi)星長度不足30厘米，重量不足11公斤，預(yù)計在2015年進(jìn)行一次發(fā)射。它有望展現(xiàn)其在北極和大半個世界間中繼信號的能力，以及通過海軍移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)的安全網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送數(shù)據(jù)的能力。

納米衛(wèi)星，又叫“納星”，通常指重量小于10公斤、具有實(shí)際應(yīng)用價值的衛(wèi)星。納米衛(wèi)星由于體積小、成本低、可快速發(fā)射和批量生產(chǎn)、隱蔽性好、生存能力強(qiáng)，特別適用于未來空天戰(zhàn)爭和信息化戰(zhàn)爭，具有巨大的軍事應(yīng)用價值。

納米衛(wèi)星誕生于實(shí)際需要

一般意義上，我們將衛(wèi)星按特定重量級別進(jìn)行區(qū)分，一般重量在10公斤至100公斤的稱為微型衛(wèi)星，而重量比它還要小，只有1公斤到10公斤的小衛(wèi)星，就稱為“納米衛(wèi)星”。隨著運(yùn)載火箭推力的提升以及衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，大型多功能衛(wèi)星開始出現(xiàn)，大衛(wèi)星的制造需要高昂的成本，其發(fā)射風(fēng)險也大大增加，一旦發(fā)射失敗將會造成嚴(yán)重的損失。因此，低成本、易發(fā)射的微小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展又被正式納入議題。

對于納米衛(wèi)星技術(shù)的研究可以追溯到美國國防高級研究項目局的全球低軌道信息中繼計劃。與傳統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)展方式不同，該計劃在不到一年的時間內(nèi)就成功制造了一顆數(shù)字式中繼衛(wèi)星，花費(fèi)只有100萬美元。受限于當(dāng)時的材料技術(shù)和設(shè)計制造能力，該星的體積和重量依然較大，但它通過航天飛機(jī)在空天成功發(fā)射，并迅速完成了職能使命，標(biāo)志著微小衛(wèi)星技術(shù)重新得到了航天界的重視。

納米衛(wèi)星的概念最早由美國宇航公司于1993年提出，衛(wèi)星整體由分層的半導(dǎo)體芯片和微型儀器以及其他分系統(tǒng)組成，未來重量可以實(shí)現(xiàn)降低到0.1公斤以下，通過衛(wèi)星組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)空間大范圍繪圖和地面戰(zhàn)場導(dǎo)引等諸多功能?？梢哉f，納米衛(wèi)星是衛(wèi)星設(shè)計思想上的一個巨大變革，成為各國廣泛關(guān)注的新技術(shù)。未來信息化條件下局部戰(zhàn)爭在時間上的突發(fā)性、爆發(fā)地點(diǎn)的不確定性等戰(zhàn)況，尤其需要各國根據(jù)需要應(yīng)急發(fā)射小衛(wèi)星。納米衛(wèi)星的這一軍事應(yīng)用價值也引起了各航天大國的高度關(guān)注。

各國競相發(fā)展這一“新寵兒”

與其他類型的衛(wèi)星相比，納米衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)就在于重量輕、體積小巧、便于設(shè)計研發(fā)、可以平臺化集成、制造周期短并且成本低廉。而且還可以通過各種先進(jìn)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)直接操作衛(wèi)星，是各國競相發(fā)展的航天界“新寵兒”。

為降低發(fā)射費(fèi)用，納米衛(wèi)星常采用一箭多星的發(fā)射方式進(jìn)行發(fā)射，目前已經(jīng)發(fā)射的納米衛(wèi)星包括：俄羅斯的sputnik-2衛(wèi)星、美國的ausat衛(wèi)星和picosat衛(wèi)星，以及英國的snap-1衛(wèi)星等。別看納米衛(wèi)星的分量小，它的功能可不少。quakesat衛(wèi)星可以使用磁力計對高空的低頻磁場等進(jìn)行研究，用以對地震進(jìn)行分析預(yù)測。日本東京大學(xué)的xi-iv納米衛(wèi)星就使用cmos相機(jī)對地球和太陽影像進(jìn)行拍照，英國薩瑞公司的snap-1型衛(wèi)星可對其它衛(wèi)星拍照，用以判斷在軌航天器的完好狀態(tài)和工作能力。ncube衛(wèi)星可以接收船只的廣播ais信號，提供船只的方位、位置等信息，確保船舶航行安全。此外，納米衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急通信領(lǐng)域也具有巨大的潛在優(yōu)勢。

目前在國際納米衛(wèi)星研究領(lǐng)域，美國處于技術(shù)領(lǐng)先地位。2002年12月，美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)就發(fā)射了兩顆只有2磅重的納米衛(wèi)星。從2003年開始，美國空軍和國防高級研究計劃局開始研發(fā)新一代低成本軍用納米衛(wèi)星，并于近幾年相繼交付。

或?qū)ξ磥砜仗煨袆赢a(chǎn)生重大影響

目前，納米衛(wèi)星技術(shù)研究及相關(guān)組網(wǎng)技術(shù)是衛(wèi)星技術(shù)研究的重點(diǎn)，相關(guān)技術(shù)可以在軍事偵察、地質(zhì)勘探、災(zāi)害預(yù)防和科學(xué)實(shí)驗等領(lǐng)域發(fā)揮巨大應(yīng)用，或?qū)ξ磥淼目仗旒夹g(shù)發(fā)展產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。

納米衛(wèi)星或?qū)ξ磥砜仗熳鲬?zhàn)產(chǎn)生巨大影響。研究表明，只要在太陽同步軌道上等間隔地布置一定數(shù)量的納米衛(wèi)星，就可以在任意時刻對地球上的任何地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視和干擾。由于納米衛(wèi)星具有良好的分散和集成組網(wǎng)特性，即使少數(shù)納米衛(wèi)星受到攻擊而失靈，也不會使整個衛(wèi)星作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。同時，納米衛(wèi)星成本低、體積小，可批量生產(chǎn)、快速發(fā)射，在衛(wèi)星組網(wǎng)領(lǐng)域具有較好的靈活性，成熟的平臺化技術(shù)也可以大大擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。例如，在納米衛(wèi)星平臺上集成低分辨率相機(jī)，對相同地區(qū)連續(xù)多次拍照，就可以集成為高分辨率圖像。

除此以外，納米衛(wèi)星還可以應(yīng)用于未來教學(xué)與空天科研實(shí)驗，由于系統(tǒng)復(fù)雜度大大降低，研發(fā)費(fèi)用較少，科研人員可以像組裝電腦一樣按照需要組裝衛(wèi)星，并可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星編隊飛行、太陽風(fēng)、地磁場等領(lǐng)域的空天實(shí)驗。

雖然納米衛(wèi)星體積小，功能目前仍然較單一，但其具有靈活的機(jī)動性和組網(wǎng)能力，可一次發(fā)射多顆直接組合，一旦組成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)其作戰(zhàn)效能可遠(yuǎn)大于單顆大型衛(wèi)星?？梢灶A(yù)想在未來的某一天，一場基于這種“人小鬼大”的納米衛(wèi)星技術(shù)的“星球大戰(zhàn)”，正在悄然拉開帷幕！