中国科学家自主研发智能芯片 将太空垃圾“变废为宝”

    研究人员在太空测评工程中心现场。　芊烨　摄

　　记者4日获悉，由复旦大学自主研发的“芯云”智能芯片首次随长征四号丙运载火箭一同进入太空。研究团队将原本的火箭末子级改造成成本极低的科学实验和通信平台，实现了太空垃圾“变废为宝”。

　　中国风云三号04星(FY-3D)由长征四号丙运载火箭成功发射升空，将卫星送入预定轨道。

　　据悉，在以往各国每一次火箭发射后，随着一级火箭、二级火箭以及整流罩的脱落并返回地面，末子级火箭会随着它的有效载荷一同进入轨道，并长期在太空中占据宝贵的轨道资源，对在轨空间飞行器造成安全威胁，是目前体量最大的太空垃圾，也是国际社会共同关心的问题。

　　为了解决这一困扰，由复旦大学信息科学与工程学院微纳系统中心、上海智能电子与系统研究院、复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室、上海宇航系统研究所和下属上海埃依斯航天科技有限公司等组成的研究团队经过长达两年多时间的联合攻关，对常规微纳卫星功能模块高度集成化与芯片化，硬件资源可重构和智能化设计，使其重量降至30克以内，整机结构重量降低到1.1千克。

　　据介绍，本次发射，复旦大学与航天八院双方研究人员巧妙地安装了多组这种芯片系统，建成了首个末子级留轨智能应用平台，开展天基物联网实验。研究团队介绍，在火箭发射任务相对频繁的当下，这种方法具有发射周期短、在轨数量多、载荷成本低等众多优势，对构建未来多轨道天基信息网络具有重要的价值。

　　利用火箭末子级平台，复旦大学和航天八院联合开展了低功耗天基广域物联网实验。利用物联网精准监测了火箭末子级本身的飞行轨迹，测量了周边的空间环境以及长期在轨姿态演化规律，并对系统芯片自身功耗和平台能源管理等进行了系列实验和验证。

　　复旦大学信息科学与工程学院微纳系统中心邹卓研究员说：“如实验成功，相关系统有望完全摆脱备用电池，仅需几片数个厘米大小的太阳能板就可实现能量自治”。

　　团队成员、复旦大学信息科学与工程学院微纳系统中心副教授秦亚杰告诉记者：“截至2017年12月4日，该系统已经在轨运行430小时。运行期间，物联网试验节点与地面网络通信稳定，回传空间监控数据以及接收地面控制指令等功能运行如初、状态良好。”。

　　据介绍，随着中国“一带一路”倡议和海洋强国战略的实施，利用广域物联网对中国偏远地区、外围海域、热点地区等进行识别和监控的需求日益迫切；而由于受到地球曲率的影响，地面和岸基物联网系统可覆盖的范围相对较小。

　　据项目指导、中国科学院院士、复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室主任金亚秋表示，“芯云”技术能够覆盖视线外的广大区域，犹如伸出一条巨大的手臂，可操控与伸展的范围大大增加。

　　此次由复旦大学和航天八院打造的新型物联网载荷系统可以低成本实现天、空、地、海大尺度的万物互联，提供大数据应用与相关服务，为中国后续在天基物联网、空间碎片监测、空间环境探测、高空地磁测绘等研究打下了坚实的技术基础，同时也是探索火箭的回收利用和太空碎片处理这项国际性公共难题的一次巧妙而极具意义的尝试。(完)

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