航天國際合作典範：QB50項目知多少？

前 言

說起航天國際合作項目，中國4家高校參與的QB50項目是其中的典範。其中，西北工業大學是QB50項目亞洲區的總協調單位，建設了飛行任務控制中心，研製了翱翔-1衛星。哈爾濱工業大學、南京理工大學和國防科技大學分別研製了紫丁香-1衛星、南京理工大學-2衛星和NUDTSat衛星。包括這4顆衛星在內的8顆衛星於2017年6月23誒發射升空。

QB50項目

QB50項目是歐盟2011年主導發起的國際合作項目，將對200～380km高度的地球大氣低熱層開展多點原位探測，系統原計劃由約50顆立方體衛星組成星座，實際規劃發射了2顆技術試驗衛星和36顆科學探測衛星。QB50項目主要目標是促進進入空間能力發展、開展大氣低熱層科學探測、驗證新型航天技術、實現廣泛航天工程教育。

比利時馮卡門流體力學研究所（VKI）負責QB50項目總體協調，國際15家機構合作開展了任務定義與實施保障、科學載荷、地面段、空間段、發射段等活動，來自23個國家的40餘所大學、研究機構和公司參與衛星研製工作。QB50項目總成本1176萬歐元，其中歐盟「第七研究和技術開發框架計劃」（FP7）資助800萬歐元。

項目進展

QB50項目發射計劃一波三折，進度被迫推遲。項目最初計劃使用旋風－4（Cyclone－4）運載火箭一次發射50顆衛星，受到克里米亞危機，以及巴西方面資金和技術問題等多重因素的影響，旋風－4火箭發射計劃最終取消。QB50項目團隊與國際發射服務提供商廣泛接觸，歷經多次部署方案變更，最終確定從「國際空間站」在軌釋放和運載火箭搭載發射的分批次部署方案。2014年6月19日，利用「第聶伯」（Dnepr）火箭發射2顆QB50技術試驗立方體衛星；2017年4月18日，進行首次QB50科學衛星發射，28顆QB50衛星搭乘「天鵝座」貨運飛船進入「國際空間站」，並陸續釋放入軌；2017年6月23日，進行第2次QB50科學衛星發射，8顆QB50衛星釋放進入高505km，傾角97.1°的太陽同步軌道。

QB50項目發射的38顆衛星中，2顆開展項目先導試驗，對項目可行性和有效載荷進行了驗證；10顆攜帶「離子和中性粒子質譜儀」，用於測量離子和中性粒子；14顆攜帶「原子氧通量探測器」，用於測量低熱層氧原子和氧分子的分布；10顆攜帶「多針朗繆探針」（mNLP），用於測量低熱層等離子體的電子溫度、密度等重要信息；2顆攜帶離軌裝置，在軌演示阻力帆離軌技術。

任務特點

航天國際合作模式不斷豐富，項目組織管理頗具特色。合作模式方面，QB50項目採取一方主導、多方參與的機制，歐盟作為主導方負責提供部分經費支持，參與方分組分類，各司其職，分別完成任務定義與執行支持、科學載荷研發、衛星總裝集成、科學數據處理等任務。合作廣度方面，參與國家多，20餘個國家參與了QB50項目；涵蓋主體全，包括高校、科研機構與商業公司等。

開闢空間科學應用新方向，打造大學工程教育新模式。在空間科學方面，QB50項目實現了對地球大氣低熱層進行低成本、長時間、多點原位探測，獲得的低熱層數據能夠進一步完善大氣模型，具有重要的科學價值。在工程教育方面，QB50項目改變了以往微納衛星工程教育項目小範圍、淺合作的模式，面向全球大學招募合作夥伴，提供統一的標準載荷套件，在一致化框架下開展深度合作，實現了廣泛航天工程教育的任務目標。

聚焦低成本發射技術，研製的釋放裝置已獲成功應用。一箭多星、搭載發射、空間站釋放等低成本進入空間技術的發展，是微納衛星大規模應用的前提。從項目執行過程看，QB50項目既是低成本進入空間技術的「受益者」，也是低成本進入空間技術的「貢獻者」。

充分考慮空間安全問題，演示驗證衛星離軌技術。國際社會日益關注空間碎片減緩和空間安全問題，大型星座計劃的提出、發射與在軌運行均會引發各界高度關注。歐盟在主導實施QB50項目時對此高度重視，預先充分分析論證，提前制定嚴格規範、採取實際操作措施，降低大量立方體衛星發射入軌導致的空間碰撞風險和空間碎片問題。

來源：《國際太空》2017年第11期

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