天上有很多卫星,比如,我们的全球导航系统北斗,美国的GPS,也有可以供我们全球上网的马斯克的星链。还有可以用卫星天线收看电视的中星6B,甚至可以打卫星电话的天通一号等等。截止至2021年在轨的卫星数量已经达到了7700颗,现在粗略估计8000颗是有了。而国内发射的卫星大概是有500颗左右。相对于美国的3000多颗有较大差距。
卫星在大部分人眼里,基本上是由国家发射,如果个人或者组织,想要发射卫星,那是相当困难。不说别的,这个上天的快递费,就难倒了多少人。
于是好奇心驱使我去研究了一下,下面我来分享一下,我看到的一些东西。
首先目前个人发射或者学校,组织发射的卫星基本上都是开源卫星。
开源卫星基本上可以分为两类:
最小尺寸为5x5x5cm的 PocketQube
目前已经发射的列表,有兴趣可以看看
https://en.wikipedia.org/wiki/PocketQube
和最小尺寸为10x10x10cm的 CubeSat
目前已经发射的列表,有兴趣可以看看
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_CubeSats
PocketQube 是一种用于太空研究的小型化卫星,并且通常使用商业现成的组件作为其电子设备。
从2009年开始,莫尔黑德州立大学(Morehead State
University)和肯塔基空间公司开发了PocketQube规范,以帮助世界各地的大学进行空间科学和探索。虽然大部分开发来自学术界,但有几家公司建立了PocketQubes,如Fossa
Systems和Alba Orbital。
其中比较有名的开源卫星就是来自Fossa Systems的
FossaSat-1开源卫星
FossaSat-1是一颗由西班牙非盈利组织 Fossa Systems 研发的微型卫星。体积仅有 5x5x5cm 大小,重量只有
250g,这是有史以来发射到太空的最小的卫星。
FossaSat-1卫星于2019年12月6日与其他PocketQubes和其他卫星一起在新西兰的Electron KS运载火箭上发射
开发并发射FossaSat-1 卫星仅耗费不足30,000 欧元。
FossaSat-1使用LoRa通讯模块为全球提供免费的IoT通讯,任何人都可以使用LoRa模块与这颗卫星通信。可以听到飞行器发送的LoRa RTTY信号。
LoRa是Semtech公司发布的一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(Long
Range,简称LoRa)的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm,这确保了网络连接可靠性。
因为灵敏度高,通信距离可达15公里(与环境有关),功耗低,其接收电流仅10mA,睡眠电流200nA。
基站的覆盖范围广,城市可达2公里,郊区可达10公里。支持测距和定位,在10公里范围内,定位精度可达5米。
该项目 基于Arduino生态 ,基于Atmega 328P AU和Atmega 1284微控制器。
该卫星的系统分为以下几个部分:
电源板:使用 SPV1040 太阳能电池充电管理芯片,为板载的 1000mAh 的锂电池充电,通过 TC1262 LDO 把电池电压转换为
3.3V给整个系统供电。
传感器板:板载了MPU6050陀螺仪,HMC5883LSMD磁力计,BMP280温度和气压计,而且留出了多个IIC接口,用于外接传感器模块。
通讯控制板:主要包括Atmega 328P最小系统,LORA模块SX1276,USB-TTL电路,FT232芯片,和SD卡接口。
另外还有需要总共12 块外部 PCB 用于搜集太阳能。
具体的资料可以在GitHub上看看:
https://github.com/FOSSASystems/FOSSASAT-1
好了,因为篇幅原因,今天先说到这里,下一期聊聊CubeSat的开源卫星。
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