“上科大二號(hào)”衛(wèi)星國內(nèi)首次捕獲民航飛機(jī)“自報(bào)”飛行信息
每時(shí)每刻，世界上有多少飛機(jī)、船舶在飛航？它們?cè)谀�？留下了怎樣的運(yùn)動(dòng)軌跡？如何能將這些信息“盡在掌握”？這需要發(fā)射足夠多、能夠收集飛機(jī)船舶飛航信息的衛(wèi)星，“編織”一張全球覆蓋的動(dòng)態(tài)網(wǎng)。
這種“盡在掌握”已不再是夢(mèng)想。“毫無疑問，中國有實(shí)力越來越多地參與這張網(wǎng)的‘編織’。”國家“千人計(jì)劃”特聘專家吳樹范教授說。
9月25日，我國首批立方體納衛(wèi)星——“上科大二號(hào)”立方體試驗(yàn)衛(wèi)星(STU－2)發(fā)射入軌。STU－2含A、B、C三顆立方體衛(wèi)星，分別載有極地觀測(cè)相機(jī)，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)接收機(jī)和飛機(jī)自相關(guān)播報(bào)系統(tǒng)(ADS－B)接收機(jī)。三星可以通過星際鏈路，組成最小空間網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)合開展對(duì)地觀測(cè)和信息采集。
上海微小衛(wèi)星工程中心研究員吳樹范是STU－2的總設(shè)計(jì)師。
9月26日晚，繞地球飛行一圈的95分鐘內(nèi)，STU－2捕獲了來自405架不同飛機(jī)的51665條信息。至9月28日晚，共采集到來自全球12463架次飛機(jī)的數(shù)十萬條播報(bào)信息。
吳樹范表示，用衛(wèi)星成功接收到ADS－B信息，在國內(nèi)尚屬首次。作為我國首批上天的立方體納衛(wèi)星，STU－2開啟了立方星在我國由“試驗(yàn)應(yīng)用型”向“業(yè)務(wù)服務(wù)型”的轉(zhuǎn)變。
“如果有足夠多的星載ADS－B接收機(jī)在軌工作，實(shí)時(shí)收集民航飛機(jī)的航行信息，并提供全球覆蓋，那么類似馬航370客機(jī)事件發(fā)生后，將可獲得更多在大洋上空對(duì)飛機(jī)跟蹤的信息，提高搜救效率。”吳樹范說。
ADS－B是安裝在民航飛機(jī)上的自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播系統(tǒng)，以每秒一次的頻率自動(dòng)地從機(jī)載設(shè)備獲取參數(shù)向其他飛機(jī)或地面站廣播飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的位置、高度、速度、航向、識(shí)別號(hào)等。目前，七成以上飛行器安裝了ADS－B系統(tǒng)設(shè)備。
“通過衛(wèi)星接收飛機(jī)的ADS－B‘自報(bào)’信息，可以擴(kuò)大監(jiān)控范圍，特別是能覆蓋大洋或高山等地面接收設(shè)備無法覆蓋的區(qū)域。STU－2既可監(jiān)視同一時(shí)刻在某區(qū)域的飛機(jī)流量和分布情況，也能獲取某一架飛機(jī)在不同時(shí)刻的飛行信息，進(jìn)而確定它的飛行航跡。這些信息對(duì)民航管理，航線規(guī)劃，應(yīng)急處置，以及流量分析與優(yōu)化等有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。”吳樹范說。
“編織”這張信息網(wǎng)，為什么要研發(fā)立方體納衛(wèi)星？因?yàn)樗鼈?ldquo;小、輕、快、省”。
立方體衛(wèi)星，又稱“魔方衛(wèi)星”，形狀如名。一單元立方衛(wèi)星是邊長10厘米的立方體。過去十多年來歐美國家大力發(fā)展立方體衛(wèi)星技術(shù)與應(yīng)用，已有300多顆發(fā)射入軌。立方體衛(wèi)星入選《科學(xué)》雜志“2014年全球十大科學(xué)突破”，成為航天領(lǐng)域一支新生力量。根據(jù)任務(wù)需要，立方體納衛(wèi)星可擴(kuò)展為雙單元、三單元，甚至更多。
“納衛(wèi)星通常小于10公斤。STU－2三顆衛(wèi)星總重僅6.8公斤，從提出構(gòu)想到研制、測(cè)試，一共只用了一年時(shí)間。每顆納衛(wèi)星研制成本約數(shù)百萬元，比普通衛(wèi)星低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。”吳樹范說。
此外，STU－2還能夠?yàn)榇煌ê綐O地地區(qū)，為我國“雪龍?zhí)?rdquo;南極科考提供重要信息支撐。(記者余曉潔、吳晶晶)