[科普中国]-ESTCube-1卫星

概况

ESTCube-1为爱沙尼亚第一颗发射成功的人造卫星，是作为“爱沙尼亚学生卫星项目”（Estonian Student Satellite Program）的一部分内容，而后者项目为让高中与大学学生能够共同参与开发人造卫星的教学项目。ESTCube-1在工程技术上参考了标准的立方卫星而成，并于2013年5月7日搭载在织女星运载火箭上发射升空。1

规格爱沙尼亚在决定卫星项目的开发时，将其大小设定成标准立方卫星的1单元规格。其中立方卫星的标准1单元其底基边长要求为100毫米（误差0.1毫米），而高度则有113.5毫米（误差0.1毫米）。而一般来说立方卫星其最大质量会设定在1.3公斤左右，而ESTCube-1其质量有1.048公斤。1

控制设备ESTCube-1搭载的微处理器使用了两个操作系统，分别为负责卫星指令进行、数据处理和摄影控制的FreeRTOS，以及负责通讯模组以及其他低功率的使用设备TinyOS。其中卫星的任务控制系统是由塔尔图大学的学生制作而成，并且由资讯科技公司CGIGroup负责监督。而在卫星通讯部分，爱沙尼亚方面向国际业余无线电联合会注册了两个频率：437.250兆赫与437.505兆赫。其中前者用于经常性但并不紧急的通讯中，其传输速度为18WPM，而主要目的为每隔3分钟至5分钟传送最重要的卫星参数。后者则采用了频率偏移调变的技术以提供卫星特定任务指示的快速连结，除了拥有9600波特的传输率外也符合AX.25分组标准。尽管由于业余无线电频率的使用使得传输速度最高只到25千赫，不过由于频率偏移调变的技术使得其必要时可以达到每秒19,200字节的传输速度。2

任务设备尽管ESTCube-1其重点放在教导学生关于卫星制作等技术，然而同时也包含了其科学研究目的。在卫星上装备有芬兰科学家Pekka Janhunen所发明的电动帆，在ESTCube-1绕行期间透过10米长、20微米至50微米粗细线组成的电动帆进行操作，借此降低卫星自转的速度或者是改变摄影镜头的方向。其中电动帆的原理为在卫星内部配置有电子控制仪器以及两个操作电动帆的电子发射器，借由电子之间的交互作用以及地球周遭等离子的撞击控制方向。

在任务实验进行时将会自电子发射器射出500伏特的电子，接着测试位于电离层的带电离子便会受到带正电的电动帆影响而改变卫星的旋转方向的程度；而这次实验其效果测试结束后将会启动另一边的电动帆，来证实是否能够借由电动帆来控制卫星所绕行的轨道。另外在卫星上还搭载有CMOS彩色摄影镜头，能够提供RAW格式的VGA图像，而其主要目的为拍摄地球照片以及监控电动帆的使用。3

投资成本整个项目的推出其总开支大约花费了100,000欧元，而最昂贵的发射阶段其成本主要是由欧洲空间局负责。不过由于爱沙尼亚为欧洲空间局的成员国之一，因此也必须负担大部分的发射费用（约70,000欧元），而这笔资金主要是由爱沙尼亚教育项目的参与学员提供。2

发射ESTCube-1的发射项目是由阿丽亚娜太空所负责，在2013年5月7日2时6分31秒（UTC）搭载有卫星的织女星运载火箭自圭亚那太空中心ELA-1发射升空。为了能够完成任务内容并且获得最佳的卫星通讯，卫星的绕行轨道设定在海拔高度670公里的太阳同步轨道上。1