中國科學(xué)家自主研發(fā)智能芯片 將太空垃圾“變廢為寶”

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　　記者4日獲悉，由復(fù)旦大學(xué)自主研發(fā)的“芯云”智能芯片首次隨長征四號丙運(yùn)載火箭一同進(jìn)入太空。研究團(tuán)隊將原本的火箭末子級改造成成本極低的科學(xué)實(shí)驗和通信平臺，實(shí)現(xiàn)了太空垃圾“變廢為寶”。

　　中國風(fēng)云三號04星(FY-3D)由長征四號丙運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空，將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

　　據(jù)悉，在以往各國每一次火箭發(fā)射后，隨著一級火箭、二級火箭以及整流罩的脫落并返回地面，末子級火箭會隨著它的有效載荷一同進(jìn)入軌道，并長期在太空中占據(jù)寶貴的軌道資源，對在軌空間飛行器造成安全威脅，是目前體量最大的太空垃圾，也是國際社會共同關(guān)心的問題。

　　為了解決這一困擾，由復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微納系統(tǒng)中心、上海智能電子與系統(tǒng)研究院、復(fù)旦大學(xué)電磁波信息科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室、上海宇航系統(tǒng)研究所和下屬上海埃依斯航天科技有限公司等組成的研究團(tuán)隊經(jīng)過長達(dá)兩年多時間的聯(lián)合攻關(guān)，對常規(guī)微納衛(wèi)星功能模塊高度集成化與芯片化，硬件資源可重構(gòu)和智能化設(shè)計，使其重量降至30克以內(nèi)，整機(jī)結(jié)構(gòu)重量降低到1.1千克。

　　據(jù)介紹，本次發(fā)射，復(fù)旦大學(xué)與航天八院雙方研究人員巧妙地安裝了多組這種芯片系統(tǒng)，建成了首個末子級留軌智能應(yīng)用平臺，開展天基物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗。研究團(tuán)隊介紹，在火箭發(fā)射任務(wù)相對頻繁的當(dāng)下，這種方法具有發(fā)射周期短、在軌數(shù)量多、載荷成本低等眾多優(yōu)勢，對構(gòu)建未來多軌道天基信息網(wǎng)絡(luò)具有重要的價值。

　　利用火箭末子級平臺，復(fù)旦大學(xué)和航天八院聯(lián)合開展了低功耗天基廣域物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗。利用物聯(lián)網(wǎng)精準(zhǔn)監(jiān)測了火箭末子級本身的飛行軌跡，測量了周邊的空間環(huán)境以及長期在軌姿態(tài)演化規(guī)律，并對系統(tǒng)芯片自身功耗和平臺能源管理等進(jìn)行了系列實(shí)驗和驗證。

　　復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微納系統(tǒng)中心鄒卓研究員說：“如實(shí)驗成功，相關(guān)系統(tǒng)有望完全擺脫備用電池，僅需幾片數(shù)個厘米大小的太陽能板就可實(shí)現(xiàn)能量自治”。

　　團(tuán)隊成員、復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微納系統(tǒng)中心副教授秦亞杰告訴記者：“截至2017年12月4日，該系統(tǒng)已經(jīng)在軌運(yùn)行430小時。運(yùn)行期間，物聯(lián)網(wǎng)試驗節(jié)點(diǎn)與地面網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定，回傳空間監(jiān)控數(shù)據(jù)以及接收地面控制指令等功能運(yùn)行如初、狀態(tài)良好。”。

　　據(jù)介紹，隨著中國“一帶一路”倡議和海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施，利用廣域物聯(lián)網(wǎng)對中國偏遠(yuǎn)地區(qū)、外圍海域、熱點(diǎn)地區(qū)等進(jìn)行識別和監(jiān)控的需求日益迫切；而由于受到地球曲率的影響，地面和岸基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可覆蓋的范圍相對較小。

　　據(jù)項目指導(dǎo)、中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)電磁波信息科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室主任金亞秋表示，“芯云”技術(shù)能夠覆蓋視線外的廣大區(qū)域，猶如伸出一條巨大的手臂，可操控與伸展的范圍大大增加。

　　此次由復(fù)旦大學(xué)和航天八院打造的新型物聯(lián)網(wǎng)載荷系統(tǒng)可以低成本實(shí)現(xiàn)天、空、地、海大尺度的萬物互聯(lián)，提供大數(shù)據(jù)應(yīng)用與相關(guān)服務(wù)，為中國后續(xù)在天基物聯(lián)網(wǎng)、空間碎片監(jiān)測、空間環(huán)境探測、高空地磁測繪等研究打下了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，同時也是探索火箭的回收利用和太空碎片處理這項國際性公共難題的一次巧妙而極具意義的嘗試。(完)

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