波蘭在衛(wèi)星領(lǐng)域的發(fā)展相比歐洲幾個(gè)航天大國(guó)起步較晚，并且主要以科學(xué)載荷配套和衛(wèi)星應(yīng)用為主。隨著2012年波蘭加入歐洲航天局(ESA)，2014年成立波蘭航天局，并在2012-2014年間完成了3顆自主研制微小衛(wèi)星的交付發(fā)射，該國(guó)的航天工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段。近年來(lái)，波蘭的民營(yíng)航天企業(yè)也嶄露頭角，并很快成為該國(guó)微小衛(wèi)星行業(yè)的中流砥柱。

　　1 初期國(guó)際合作研制微納衛(wèi)星

　　在波蘭自行研制微小衛(wèi)星初期階段，主要以現(xiàn)有的衛(wèi)星平臺(tái)產(chǎn)品為基礎(chǔ)進(jìn)行研制，具有低成本、研制周期短、可靠性高等特點(diǎn)，以空間天文觀測(cè)、空間維護(hù)技術(shù)試驗(yàn)等為科學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了波蘭自主研制衛(wèi)星零的突破。

　　(1) “華沙理工大學(xué)衛(wèi)星”系列立方體衛(wèi)星

　　“華沙理工大學(xué)衛(wèi)星”(PW-Sat)系列立方體衛(wèi)星是由華沙理工大學(xué)的學(xué)生自主研制的系列空間維護(hù)技術(shù)試驗(yàn)立方體衛(wèi)星，同時(shí)兼顧教學(xué)目的，目前已研制了“華沙理工大學(xué)衛(wèi)星”、華沙理工大學(xué)衛(wèi)星-2兩個(gè)型號(hào)，華沙理工大學(xué)衛(wèi)星-3正在進(jìn)行方案論證，其科學(xué)載荷均為衛(wèi)星壽命末期展開的被動(dòng)離軌裝置。

　　其中,“華沙理工大學(xué)衛(wèi)星”是波蘭的第一顆人造衛(wèi)星，于2012年搭載歐洲航天局“織女星”(Vega)小型固體運(yùn)載火箭首飛發(fā)射入軌。該衛(wèi)星是1U立方體衛(wèi)星，搭載有1m長(zhǎng)的可展開柔性太陽(yáng)電池翼機(jī)構(gòu)，在衛(wèi)星壽命末期展開，測(cè)試太陽(yáng)能電池的供電性能，同時(shí)作為增阻離軌裝置使衛(wèi)星盡快再入大氣層。然而在入軌6個(gè)月后，衛(wèi)星通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障與地面失聯(lián)，因此無(wú)法發(fā)送展開太陽(yáng)電池翼的指令，導(dǎo)致任務(wù)失敗。

　　在華沙理工大學(xué)衛(wèi)星-2研制工作推進(jìn)的同時(shí)，華沙理工大學(xué)衛(wèi)星-3的方案設(shè)計(jì)也在持續(xù)進(jìn)行，初步設(shè)計(jì)為3U立方體衛(wèi)星，增加動(dòng)力系統(tǒng)。該星的研制將開展國(guó)際合作，目前已確定將與哈爾濱工業(yè)大學(xué)開展聯(lián)合研制。

▲PW-Sat任務(wù)模擬圖

　　(2)“明亮目標(biāo)探測(cè)器-波蘭”雙星

　　“明亮目標(biāo)探測(cè)器-波蘭”(Brite-PL)雙星是波蘭科學(xué)院空間研究中心和波蘭科學(xué)院哥白尼天文中心于2009年底立項(xiàng)研制的兩顆空間天文觀測(cè)衛(wèi)星，耗資超過400萬(wàn)美元，由“萊姆”(Lem)和“赫維留”(Heweliusz)兩顆衛(wèi)星組成。是加拿大、奧地利、波蘭共同發(fā)起的“明亮目標(biāo)探測(cè)器-星座”(BRITE-Constellation)工程中的一部分，共研制6顆衛(wèi)星，以上3個(gè)國(guó)家各承擔(dān)兩顆(其中加方一顆衛(wèi)星入軌后失效)。該星座旨在對(duì)銀河系中明亮的(星等≤+3.5)大體積恒星進(jìn)行組網(wǎng)觀測(cè)，是國(guó)際上首個(gè)用于天文學(xué)研究的微小衛(wèi)星任務(wù)，也是首個(gè)天文衛(wèi)星星座。

　　▲PW-Sat-2任務(wù)模擬圖

　　2 自主研發(fā)微納衛(wèi)星平臺(tái)

　　近年，波蘭各高新技術(shù)企業(yè)和新成立的商業(yè)航天公司也開始涉足微納衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了幾種有創(chuàng)新特點(diǎn)的衛(wèi)星平臺(tái)，面向該國(guó)軍民用戶，為未來(lái)的衛(wèi)星裝備發(fā)展打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　(1)“超級(jí)衛(wèi)星”模塊化平臺(tái)

　　“超級(jí)衛(wèi)星”(Hyper-Sat)模塊化平臺(tái)是由位于皮亞塞奇諾的科瑞歐泰克儀器公司提出的低成本模塊化開源納衛(wèi)星平臺(tái)。其設(shè)計(jì)思路是在現(xiàn)有立方體衛(wèi)星的基礎(chǔ)上通過加大單個(gè)平臺(tái)單位的體積，使其裝載更多有效載荷，相比一般微納衛(wèi)星平臺(tái)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，可用于研制空間科學(xué)衛(wèi)星、光學(xué)/雷達(dá)遙感衛(wèi)星和通信衛(wèi)星的單星或星座。“超級(jí)衛(wèi)星”平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上預(yù)留了與開源分系統(tǒng)模塊匹配的接口，標(biāo)準(zhǔn)模塊包括電源系統(tǒng)和化學(xué)電池、太陽(yáng)能電池、通信模塊和天線，以及適用該型平臺(tái)的星箭分離機(jī)構(gòu)。目前，該衛(wèi)星已完成原理樣機(jī)的研制，其首發(fā)星預(yù)計(jì)將于2019年完成發(fā)射。

　　▲Hyper-Sat單位平臺(tái)結(jié)構(gòu)

　　(2)波蘭AIS衛(wèi)星

　　波蘭AIS衛(wèi)星(SAT-AIS-PL)系統(tǒng)的主要用戶為海事辦公室、波蘭軍隊(duì)邊防部隊(duì)、海上搜救服務(wù)機(jī)構(gòu)、情報(bào)機(jī)構(gòu)和歐洲海事安全局。從船舶到地面站的數(shù)據(jù)傳輸將采用新的甚高頻(VHF)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，將在未來(lái)幾年由國(guó)際電信聯(lián)盟引進(jìn)。波蘭AIS衛(wèi)星將成為該國(guó)第一顆提供實(shí)際服務(wù)的應(yīng)用衛(wèi)星，整個(gè)系統(tǒng)包括一顆質(zhì)量約為40kg的微納衛(wèi)星(含兩塊太陽(yáng)電池翼)，星上搭載一臺(tái)AIS接收器，一個(gè)甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)模塊，一個(gè)星地鏈路模塊，以及一個(gè)用于業(yè)余無(wú)線電活動(dòng)的附加模塊。其中星地鏈路模塊可實(shí)現(xiàn)地面和衛(wèi)星之間的即時(shí)數(shù)據(jù)交換，這在海上出現(xiàn)緊急情況時(shí)至關(guān)重要。該解決方案還有望縮短數(shù)據(jù)檢測(cè)與地面站接收之間的時(shí)間差。地面設(shè)施包含一個(gè)測(cè)控站，一個(gè)衛(wèi)星指揮和控制中心，以及一個(gè)面向最終用戶的AIS數(shù)據(jù)中心，所有地面設(shè)施都將設(shè)立在波蘭境內(nèi)。衛(wèi)星交付運(yùn)行后，將收集和提供廣泛的數(shù)據(jù)，包括有關(guān)船只位置、路線、交通和潛在危險(xiǎn)情況的信息。

　　完成整個(gè)工程預(yù)計(jì)需要7年時(shí)間，研制進(jìn)度安排如下：2016-2017年完成工程任務(wù)規(guī)劃，即各大系統(tǒng)之間的體系構(gòu)建;2018-2020年完成衛(wèi)星系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，總裝測(cè)試和發(fā)射;2020-2022年完成為期數(shù)年的在軌運(yùn)行段，其中包括衛(wèi)星壽命末期的離軌操作。

　　(3)“斯韋托維德”3D打印立方體衛(wèi)星

　　“ 斯韋托維德”(Svetovid)衛(wèi)星是由弗羅茲瓦夫的新興商業(yè)航天公司衛(wèi)星革命公司研發(fā)的2U立方體衛(wèi)星。該衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)件由鋁-鎂-鈧合金(Scalmalloy)粉末3D打印而成，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可承受-150°C～300°C的溫度變化，這種材料也被空客公司用于飛機(jī)的制造中。同時(shí)，其獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)使其能更好地適應(yīng)皮衛(wèi)星軌道適配器的導(dǎo)軌。

　　“斯韋托維德”衛(wèi)星是一顆科學(xué)衛(wèi)星，計(jì)劃2018年第一季度由美國(guó)軌道系統(tǒng)公司的海王星-N3(Neptune-N3)火箭從太平洋的一個(gè)海上浮動(dòng)平臺(tái)發(fā)射入軌。該衛(wèi)星的主要任務(wù)是研究地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度、變化以及熱層中的重力，氣象變化等。其次，搭載的光學(xué)遙感設(shè)備所獲取的圖像可用于氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)和測(cè)繪學(xué)研究，對(duì)林業(yè)和農(nóng)業(yè)也有潛在的輔助作用，也用于地區(qū)的國(guó)土資源開發(fā)規(guī)劃，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和氣候變化、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。另外，衛(wèi)星將對(duì)地球上不同經(jīng)緯度的重力場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)，記錄隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)研究板塊的構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)，并監(jiān)測(cè)可能存在的威脅。

　　波蘭小衛(wèi)星在國(guó)際上雖然是后起之秀、起步較晚，但起點(diǎn)高，這一點(diǎn)得益于其多年來(lái)參與歐洲航天局重大工程型號(hào)研制所積累的經(jīng)驗(yàn)，加上商業(yè)航天的熱潮，也起到了推波助瀾的作用。