盘点SpaceX发射的93颗卫星都有什么用

　　编辑整理 | 《卫星与网络》
　　一、发射任务介绍
　　2021年7月1日03时31分，美国太空探索技术（SpaceX）公司在卡纳维拉尔角天军基地使用＂猎鹰＂9-1.2型运载火箭成功执行代号为＂运输者＂2的小卫星拼单发射任务，利用三个卫星部署器将93个有效载荷送入525公里的一条太阳同步轨道。
　　图1 发射实景图
　　此次任务利用Shperpa-FX2部署器将Lynk-06、Hawk-3A/3B/3C、Astrocast-0106~0110、Lemer-2142~144、Painani-2、SpaceBee-112~123等25颗卫星成功定轨；利用Sherpa-LTE1部署器将Tenzing、Shasta、ARTHUR-1、FaradayPhoenix、KSF-1A/1B/1C/1D、Lemur-2145、Tiger-2等10颗卫星成功定轨；利用ION-SCV003部署器将NAPA-2、Spartan、Neptuno、W-Cube、Ghalib、QMR-KWT等6颗卫星成功定轨；另外52颗通过火箭发射入轨。
　　三个卫星部署器中，Shperpa-FX2和Sherpa-LTE1与1月24日使用的Shperpa-FX1一样，由意大利太空飞行公司开发，本身也携带了一些载荷，以开展相关科学技术试验，具体信息未知；ION-SCV003除了承担卫星部署任务外，后续还要开展意大利LaserCube恒星项目、D-Orbit公司的星云测试项目、智能识别洪水项目、脱轨测试项目、模拟与外星人信息交流项目。
　　图2 卫星部署器示意图：Shperpa-FX（左）,Sherpa-LTE1（右）
　　因此，本次发射任务共有96个航天器入轨。
　　二、入轨卫星基本信息
　　1）~3）＂星链＂卫星：自2019年5月组网发射启动以来，SpaceX迄今已通过29次组网专项发射任务将1725颗＂星链＂卫星送入轨道。另外，该公司还借其1月底的首次自营拼单发射任务和本次拼单任务把13颗＂星链＂部署到极地轨道。加上2018年初发射的2颗＂丁丁＂原型卫星，已发射＂星链＂卫星总数为1740颗。
　　4）Umbra-SAR2001卫星：美国本布拉实验室正在组建的合成孔径雷达卫星星座的首星，重约50kg，配备X波段合成孔径雷达，具备在16km2区域内以25cm分辨率快速拍摄图像信息的能力。一种采用相对较低功率采集高质量图像的天线技术被应用于卫星。
　　图3 Umbra-SAR 2001卫星展开图
　　5）~6）YAM-2/3卫星：美国LoftOrbary公司设计的微型卫星，主要为不同客户运送各类有效载荷同时开展相关技术试验，重约80kg，YAM-2卫星上搭载了各组织/国家的高光谱成像仪、物联网射频装置、技术演示系统、加密密匙存储器等五种载荷；YAM-3卫星搭载了各组织/国家的光学成像传感器、物联网射频装置、自动驾驶系统、VanZyl-1成像仪、RGB成像传感器五种载荷。
　　图4 YAM-3卫星示意图
　　7）~10）NewSat-19~22卫星：阿根廷SatellogicS.A公司正在组建的对地观测卫星星座中的4颗，星座中卫星均为51cm×57cm×82cm大小，重约37.5kg，设计寿命3-4年，配备可见光和红外成像系统，成像分辨率在1m左右，同时搭载超高频应答器。
　　11）~14）ICEYE-X11~X14卫星：芬兰ICEYE初创公司正在组建的雷达成像卫星星座，旨在提供近乎实时的SAR图像。卫星携带紧凑而高效的合成孔径传感器，可最大限度地穿透云层，运行于574km×595km、97.7°的太阳同步轨道。
　　图5 ICEYE-X10卫星示意图
　　15）TUBIN卫星：德国柏林大学建造的纳米科学技术试验卫星，设计寿命1年，重约17kg，主要用于测试热红外地球观测有效载荷。
　　图6 TUBIN卫星示意图
　　16）~17）Mandrake-2A/2B卫星：美国国防部高级研究计划局（DARPA）的两颗技术试验卫星，载有宽带光纤链路系统，主要针对＂黑杰克＂计划下开展星间通信技术试验。
　　图7 Mandrake卫星示意图
　　18）Capella-5卫星：美国卡佩拉空间公司正在组建的SAR雷达成像卫星星座的第5颗，携带X波段合成孔径雷达，分辨率0.5m。该星座计划建设规模30颗，旨在为美空军提供SAR数据，以提供国外威胁的预测情报。
　　19）GNOMES-2卫星：美国蓝峡谷技术公司正在建设的气象卫星星座的其中一颗，重约30公斤，运行于650km左右的太阳同步轨道，载有全球定位系统无线电掩星有效载荷。该星座拟由约20颗卫星组网，将通过测量大气对GPS、GLONASS、＂伽利略＂和＂北斗＂导航卫星信号的影响来获取天气预报、气候研究和空间天气监测用的无线电掩星数据。
　　20）~21）LINCS-1/2卫星：美国国防部建造的两颗12U科学技术试验卫星，载有激光通信终端，太空发展局将用来验证卫星光学交叉链路、卫星与MQ-9无人机之间的通信技术。
　　图8 LINCS卫星示意图
　　22）PACE-1卫星：美国NASA建造的6U科学技术试验卫星。
　　图9 PACE-1卫星示意图
　　23）TROPICSPathfinder卫星：美国蓝峡谷技术公司拟建设的气象卫星星座的首颗3U立方体卫星，设计寿命1年、重约4kg，运行于600km×600km、30°的近地轨道。该星座计划由7颗3U立方体卫星组成，载有微波光谱仪、辐射计等设备，具备平均30分钟的重访率，能够高效监测全球降雨量、温度和湿度变化。
　　24）AtlaCom-1卫星：立陶宛6U科学技术试验卫星，运行于太阳同步轨道。
　　25）EG-3卫星：也称Tyvak-0173卫星，美国回声星通信公司正在组建S波段物联网卫星星座的第3颗，6U立方体卫星，拟建设规模在28颗左右，用于在全球范围内提供窄带数据服务，包括机器对机器和物联网通信。
　　26）Centauri-4卫星：也称Tyvak-0211卫星，澳大利亚空间技术公司正在组建的物联网卫星第4颗，6U立方体卫星，重量不超过10kg，拟建设规模为140颗，用于能源、公用事业和资源行业。
　　27）~32）Lemur-2140~145卫星：美国顶尖公司正在组建的3U立方星气象/电子侦察卫星星座中的两颗，每颗卫星重约4kg，主要携带两种有效载荷：GPS无线电掩星测量有效载荷和跟踪船舶用的AIS接收器。该星座主要用于监测船只、飞机和天气。从第78颗开始，卫星增加了AirSafeASD-B有效载荷来跟踪飞机。GPS无线电掩星测量有效载荷能够实时测量GPS卫星信号，可根据信号受大气层影响的数值变化非常精确地计算出温度、压力和湿度廓线；AIS接收器能够接收AIS信号以跟踪世界各地的船只。
　　33）~68）SpaceBee-88~115卫星：美国蜂群技术公司正在建设的微小卫星星座，由150颗0.25U立方体卫星组成，每颗为0.25U立方星，重约0.25kg，主要用于卫星通信和数据中继。
　　69）Lynk-06卫星：美国LynkGolbal Inc公司的试验性通信卫星，用于测试与标准手机终端的通信技术。
　　图10 Lynk-06卫星示意图
　　70）~72）Hawk-3A/3B/3C卫星：美国Hawk360公司正在建设的射频信号监测与定位卫星星座的其中3颗。该卫星星座计划部署18颗卫星，开展频谱测绘以及射频和雷达信号定位、应急位置指示等业务。整个系统分为6个3星编队，每个编队可独立工作，且编队中的卫星距离保持在120～250km；部署轨道采用高575km的太阳同步轨道；单颗卫星的发射质量为15kg左右，尺寸为40cm×27cm×20cm；可监测的信号频率为144MHz～6GHz，覆盖甚高频（VHF）、特高频（UHF，300MHz～1GHz），以及L、S频段和部分C频段，未来可扩展到Ku频段。
　　73）~77）Astrocast-0106~0110卫星：瑞士Astrocast公司正在建设的物联网卫星星座的其中5颗。该星座规划由64颗近地轨道3U立方体卫星组成，各星重约4kg，覆盖全球的纳卫星网络，主要用于物联网低带宽数据传输，特别适用于远程监视和控制，并可无线升级卫星通信网络。Astrocast希望能够提供一种价格合理的全球卫星物联网连接。星座网络特点有：
　　100%全球覆盖，包括偏远地区；
　　利用LEO卫星网络实现低延迟性能；
　　双向通信；
　　采用L波段和S波段；
　　与空中客车公司合作设计了一种比信用卡还小的通信模块；
　　提供了256位加密以及多级安全；
　　通过Web应用实现资产监视和计划订阅。
　　78）Painani-2卫星：墨西哥国防部的科学技术试验卫星，具体信息不详。此前，Painani-1卫星于2019年6月29日由电子运载火箭发射入轨，其为3U立方体卫星、重约3.3kg，搭载了四个小型低分辨率相机作为技术试验设备。
　　79）Tenzing卫星：美国AstroDigital公司的科学技术试验卫星，重约35kg、设计寿命5年，用于演示快速连接流体传输接口的试验，以评估未来避免碰撞、航天器处置活动以及未来交会、近距离作战和对接的机动能力。
　　80）Shasta卫星：美国AstroDigital公司的科学技术试验卫星，34cm×34cm×49cm，重约22.5kg，上部结构由6块铝制等轴网外板组成，用于演示高光谱成像有效载荷试验。
　　81）ARTHUR-1卫星：比利时12U立方体科学技术试验卫星，重约20kg，主要目的是为了验证利用光学前端提供5m轨道分辨率以降低飞行风险的技术。重点测试：卫星各子系统、通信系统、推进系统、姿态和轨道控制系统及软件、图像数据传输能力。
　　图11 ARTHUR-1卫星实物图
　　82）FaradayPhoenix卫星：英国6U立方体科学技术试验卫星，为多个用户的多项科学技术试验提供运行平台。
　　83）~86）KSF-1A/1B/1C/1D卫星：卢森堡6U电子侦察卫星，用于侦察任务，对海上无线电进行地理定位，以保卫边境、保护资产和拯救生命。
　　图12 KSF-1卫星示意图
　　87）Tiger-2卫星：卢森堡6U立方体物联网卫星，是OQTechnology公司不断增长的近地轨道纳米卫星星座的新成员，该星座计划使用5G向非洲、中东、亚洲和拉丁美洲提供基本的商业物联网和M2M服务。
　　图13 Tiger-2卫星实物图
　　88）NAPA-2卫星：泰国6U立方体对地观测卫星，载有GECKO成像仪，在近地轨道能够实现RGB成像，地面采样距离为39m；另外带有次级载荷TriScape-100成像仪，地面采样距离为5m。
　　89）Spartan卫星：保加利亚6U立方体科学技术试验卫星，能够为多个商家提供技术演示和商业项目，共享服务包括卫星及载荷的集成、验证和测试、发射和操作等。
　　图14 Spartan卫星示意图
　　90）Neptuno卫星：西班牙3U立方体对地观测卫星，用于监视检测潜在的犯罪行为模式，其包含3D打印、人工智能、智能传感和新材料等创新技术。
　　图15 Neptuno卫星实物图
　　91）W-Cube卫星：芬兰3U立方体科学技术试验卫星，载有两个无线电信标，用于研究极高频W波段无线电波在电离层和高层大气中的传播问题。
　　图16 W-Cube卫星实物图
　　92）Ghalib卫星：阿联酋2U立方体科学技术试验卫星，重约2kg，载有无线电接收器和高清相机，用于演示持续跟踪大型鸟类和野生动物迁徙的技术能力。
　　图17 Ghalib卫星实物图
　　93）QMR-KWT卫星：科威特1U立方体科学技术试验卫星（本国第一颗卫星），重约1kg，用于向学生演示卫星通信技术。
　　图18 QMR-KWT卫星示意图
　　表1 航天发射活动入轨载荷信息统计表