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公司 2015-1-05 10:06

【iShout】三问 PocketQube:人造小卫星能飞天吗?

编者按:本文来自 SZDIY 的老梁。SZDIY 是深圳的 Hacker/Maker 社区。

当我看到 PocketQube 时,第一感觉就得高大上,现在的人玩底盘,玩飞行器都不够过瘾,竟然要打算玩卫星了。

仔细看了这家在 Kickstarter 上众筹过的 DIY 卫星项目,主要就是提供了一个简易的卫星框架,包括卫星骨架,控制器和通讯模块,然后卖给感兴趣的人去组装自己的卫星。据说目前他们在 2013 年底已经发射了 4 个这样的设备到太空中。

实际上我和卫星设备最亲密的一次接触也就是大学时一个老师带到天台,指着那个两个人那么高的卫星锅,说了一下如何调节角度捕捉信号。所以我只能作为一个电子工程师,从常规电子设备想到下面的一些问题:

第一个问题是,外太空环境问题,能否让这个卫星里的电路工作呢?

据我所知,在外太空,温度是可以低于零下 100℃,和高温达 300℃。据说我国的卫星都用热管来调节温度,但是我从 PocketQube 的资料看来,好像只是在太空级铝合金作为外壳散热,所以只能说低空轨道的温差看来没有想象的那么严重,但是从实验情况看,其电路板的确远离其外壳一定距离。还有其他的防辐射,真空,震动对于铝合金来讲?应该问题不大,他们也有在地面进行此方面测试的视频。

第二个问题是,如何能自适应地收集太阳能?

PocketQube 在其立方体的六面都有太阳能板用于吸收能量,所以它是否需要调节自身的角度就都无所谓了。按理说如果卫星需要更多能量,是需要太阳能风帆进行能量收集的,但是从其网站上没有这部分内容,他们只是提供基本的框架,风帆,舵机和太阳能传感属于DIY爱好者自己考虑增加的部分。

第三个问题是,最简单的卫星都需要哪些传感器,如何检查自身的温度,如何调整自身的姿态。

PocketQube 提供了一个基于 TI MSP430 的处理器来读取温度,RTC 时间,陀螺仪,磁力计的数据,还有一个 SD 卡用来记录收集到的数据。但是 PocketQube 并没有提供调节卫星姿态的磁力矩器件,这些也是 DIY 爱好者自己需要设计的。

最后还有最重要的通讯功能,这个才是卫星的最重要功能部分,PocketQube 使用了美国 MiniSatCom 的 UHF 波段的射频模组,可支持半双工收发数据,地面的 HAM 爱好者可以和它进行通讯。

其实作为卫星,还有很多其他的问题:例如卫星的动力系统(据说是要用高大上的等离子体推进器的),卫星的授时同步,卫星超高精度的拍摄等等。但这些都已经达到军事级别,离玩玩已经有点远。

有了 PocketQube 这些基本的设施后,我想一个卫星的雏形就有了。我想在嵌入式芯片如此突飞猛进的年代,如果能将日新月异手机芯片类似的性能放到卫星上去,那绝对是一件乐事。想像一下即使将一台 iPhone 6 放到卫星盒子里,放到外太空中,让它实时传送太空中的全景图像回来,也相当酷。

说句实话,在美国的网上已经有很多自定义卫星的器材出售,但想想在地球的对面,竖起卫星接收锅都要被罚,不出国门就想玩卫星,是否不太靠谱呢?

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