衛(wèi)星普遍體積龐大，制造費用和運營成本高昂（圖片來源：pixabay）

　　自人造衛(wèi)星發(fā)明以來，人類就從未停下使用衛(wèi)星探索太空的步伐。由于衛(wèi)星普遍體積龐大、涉及多項技術(shù)、制造費用高昂，且運營成本不低，因此全球每年在這個領(lǐng)域都要投入大量的資金以維持相關(guān)項目的正常運轉(zhuǎn)。顯然，如果以目前的狀況繼續(xù)發(fā)展下去，這些相對低效而花費巨大的衛(wèi)星項目，將可能會占用其他太空探索任務(wù)的開銷與資源，對它們的正常推進造成阻礙。

　　那么，我們是否有好的辦法來改變這種現(xiàn)狀呢？最直觀的解決方案是讓衛(wèi)星微型化。2018年，IBM 公司展示了一種新型的技術(shù)，可以讓計算機最大限度地縮小。這種技術(shù)能讓只有鹽粒大小的載體上裝滿100萬個晶體管，實現(xiàn)復(fù)雜的計算工作。這些技術(shù)對于衛(wèi)星微型化具有極大的推動作用。

　　就目前而言，已經(jīng)有一些手掌般大小的模塊型衛(wèi)星被送入太空，而更小的衛(wèi)星也已經(jīng)在積極研發(fā)當(dāng)中。

模塊化讓研發(fā)、生產(chǎn)的效率提高，投入應(yīng)用的過程更為便捷高效（圖片來源：pixabay）

　　微型衛(wèi)星主要有三個方面的優(yōu)勢。首先，由于衛(wèi)星體積大幅度縮小，其需要的能源也變得更少，整體重量得以大大減輕。例如已經(jīng)被送入太空的立方體衛(wèi)星，它們僅有手掌般大小，邊長大約為10厘米，質(zhì)量在1千克以內(nèi)。如果人們能夠?qū)鹘y(tǒng)衛(wèi)星重要的部件放入這些小立方體中，那么未來探索太空的成本將會很大程度地降低。同時模塊化也能讓研發(fā)、生產(chǎn)的效率提高，投入應(yīng)用的過程更為便捷高效。

　　其次，微型衛(wèi)星在消耗、維護和運營方面的成本相對較低，同樣具有經(jīng)濟方面的優(yōu)勢。傳統(tǒng)衛(wèi)星的壽命有限，在太空中不僅飽受惡劣環(huán)境的影響，同時還難以進行維護和修繕。隨著微型衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，更換和維修過程將變得更加便捷。新型衛(wèi)星還能采用自修復(fù)材料進行設(shè)計，新型材料的運用也使得微型衛(wèi)星能夠穩(wěn)定、持續(xù)地進行工作。

　　并且，最大的一個不同點在于，微型衛(wèi)星能夠更加高效、靈活地進行集群工作。成百上千顆微型衛(wèi)星將會根據(jù)不同的需求組成協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，以系統(tǒng)的形式共同完成一個復(fù)雜的科研任務(wù)。當(dāng)進行不同的任務(wù)時，它們可以重新組合成不同的系統(tǒng)，還能配合傳統(tǒng)的衛(wèi)星技術(shù)進行工作。甚至在技術(shù)足夠成熟的條件下，微型衛(wèi)星能夠像人工智能或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣進行學(xué)習(xí)，拓展自身的工作能力。

在技術(shù)成熟的條件下，微型衛(wèi)星能夠像人工智能或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣進行學(xué)習(xí)（圖片來源：pixabay）

　　然而，盡管將衛(wèi)星微型化的做法看起來十分美好，但是在這條發(fā)展道路上依然困難重重。阻礙微型衛(wèi)星發(fā)展的最大原因還是技術(shù)，衛(wèi)星上必要的控制系統(tǒng)和推進系統(tǒng)以目前的科技來說很難做到輕便。因此，微型火箭的重量和體積都會受到限制，一些科學(xué)家所期望達(dá)到的運轉(zhuǎn)優(yōu)勢并不能很快實現(xiàn)。

　　另一方面，微型衛(wèi)星如果使用傳統(tǒng)的運載火箭進行發(fā)射，就會導(dǎo)致效率極低。最好的方式是采用小火箭或者微型火箭，以較高的頻率發(fā)射微型衛(wèi)星進入軌道。但是目前主流的航天工業(yè)仍以大型運載火箭為主要的開發(fā)對象，微型火箭的研發(fā)只能依賴于新興科技公司的投入?？傮w來說，微型衛(wèi)星在各個層面上都很難得到傳統(tǒng)的技術(shù)支持。

　　但不能否認(rèn)的是微型衛(wèi)星群相較于傳統(tǒng)衛(wèi)星的巨大優(yōu)勢。從科技的發(fā)展規(guī)律上看，微型化、系統(tǒng)化和可持續(xù)發(fā)展化是必然的趨勢。高效、節(jié)能是人類未來科技發(fā)展的方向。隨著納米技術(shù)、材料科學(xué)和航天科技的進步，原先阻礙微型衛(wèi)星發(fā)展的種種難題也將依次解開。例如新型陶瓷材料、3D 打印技術(shù)和各類復(fù)合型材料等等，已經(jīng)正在逐一解決各類航天裝置的發(fā)展瓶頸。當(dāng)這些技術(shù)和研發(fā)流程得以標(biāo)準(zhǔn)化，原來略顯臃腫的太空經(jīng)濟也將健康、合理地得到迅速發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，人們也就有更多的機會去探索宇宙中未知的領(lǐng)域。



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