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谷歌Nexus One飞上太空
  • 2013-2-28 14:25:46
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:熊乐
  • 作者:
【电脑报在线】随着性能的不断增强,目前常规的上网、玩游戏、看高清等应用对于现在的智能手机来说都是小菜一碟。正因如此,智能手机的使用范围正在不断扩展,科学家们正在尝试能不能用智能手机干点别的事情。最近谷歌Nexus One关注度非常之高,由其打造而成的STRaND-1卫星于2013年2月25日正式升空,而且NASA的微型卫星计划也是以其为核心。下面我们就一起来看看谷歌Nexus One是如何打造成卫星的。
  随着性能的不断增强,目前常规的上网、玩游戏、看高清等应用对于现在的智能手机来说都是小菜一碟。正因如此,智能手机的使用范围正在不断扩展,科学家们正在尝试能不能用智能手机干点别的事情。最近谷歌Nexus One关注度非常之高,由其打造而成的STRaND-1卫星于2013年2月25日正式升空,而且NASA的微型卫星计划也是以其为核心。下面我们就一起来看看谷歌Nexus One是如何打造成卫星的。
STRaND-1的研发团队合影,可以看到卫星真的很小

STRaND-1:首颗手机驱动的卫星
  STRaND-1的微型卫星的核心控制系统就是Nexus One,一款2010年推出的智能手机。这颗卫星是由英国萨里大学空间技术中心和萨里卫星技术有限公司联合研制而成,其体积并不大,长为30cm,重量仅为4.3kg,看上去非常的袖珍。卫星拥有两片30cm长的太阳能电池帆板,可让卫星在太空中长时间运行。简单说来,STRaND-1卫星就是一个拥有两片大面积太阳能电池帆板以及辅助动力系统的智能手机。
  在卫星内部,Nexus One并没经过改造,而是完整地躺在卫星内部,通过USB线与卫星上的其他太阳能电池、推进器等设备联系起来。手机已经集成了卫星上的最为常用设备,包括摄像头、无线传输模块、传感器甚至是高性能的微处理器,卫星控制、拍照、接收地面遥控信号等任务都能轻松完成,省去了研发卫星核心系统的麻烦。不过研发过程却不省心,之前并没有将手机作为卫星核心的案例,再加上Nexus One只是一款民用手机,能不能适应严酷的太空环境,并能长时间稳定的工作,这可是一个大问题。所以在研制过程中,工程师花了大量的时间,做了充足的验证工作。例如将手机放到烤箱、冰箱、真空环境甚至是高辐射环境等等,谷歌Nexus One的表现完全能达到工程师们的期望。剩下的就简单了,为谷歌Nexus One加上太阳能电池系统、整合进两个新型推进器,再由3D打印机打印出其他零件之后并组装起来之后,STRaND-1就整装待发了。
  2月25日,STRaND-1搭乘印度的火箭到达了距离地面785km高的太阳同步轨道上。STRaND-1的主要任务是测试针对低成本空间计划的创新应用,包括收集一些数据,并对搭载的两个创新性推动器——使用水和乙醇的Warp推动器和配备脉冲离子的推动器。如果前期试验进行得顺利的话,最后就会用手机在太空中运行各种APP来进行试验。早在2011年,萨里卫星技术公司组织了一个比赛,为STRaND-1征集创新性应用,获奖者将被邀请到卫星控制中心观察其设计的APP在STRaND-1卫星上运行的情况。这些APP包括了一个由剑桥大学学生设计的,在太空中播放外星人尖叫的视频画面,还有一个是利用手机自带的磁力感应设备来进行一些小实验。
  对于STRaND-1,整个项目的首席工程师克里斯·布里吉斯充满了信心,他表示:“虽然以前并没有科研团队像我们这样以智能手机为基础来打造一颗卫星,但是在发射之前我们已经做了充足的准备。没有冒险也不会有真正的变革和创新,STRaND-1 便承载着我们的期望和创新。”

正在进行测试的STRaND-1卫星

PhoneSat:将驶向月球的Nexus One卫星

  其实最先尝试将谷歌Nexus One打造成卫星的并不是萨里大学,NASA可以说是起了个大早,却赶了个晚集,反而被英国人抢了个先。不过出身名门的的PhoneSat卫星无论是测试的严格程度、精密的设计还是用途的多样性,明显比STRaND-1更好。
  同样是在在2010年,NASA启动了一个名为PhoneSat的计划,由位于硅谷的艾姆斯研究中心负责,目的是打造出廉价的平民卫星。为此研究项目组于HTC合作,对当时市场上的智能手机进行了严格的热真空、极端震动与高空气球测试的考验,甚至是将智能手机通过火箭发射到外太空,再进行回收,从而考察出智能手机在真实太空条件下工作起来是否可靠。最后选中了当年的明星谷歌Nexus One作为整个卫星的控制终端。
     在2012年,研发小组终于打造出了首款PhoneSat 1.0卫星,预计也是在2013年发射升空。这款卫星的外壳尺寸比STRaND-1还要小上一号,与一个咖啡杯差不多大,重量低于1.33kg,但是这个外壳却能抵挡住太空中的辐射,以保护内部原件不受损害。之所以能将卫星的体积做到如此的小,主要是得益于卫星简单的内部结构。同样是用谷歌Nexus One手机作为核心控制系统,运行Android系统下的控制程序,手机没有太阳能供电设备,只是用USB接口外接了电池、无线电增强天线,以及为了防止手机系统在太空中崩溃,专门计入了一个能够重启的电子回路。整个卫星3500美元的价格自然便宜得令人发指,即便是算上发射的费用,一颗卫星也仅需5万美金。与现在动辄数亿美元的卫星发射相比,便宜了不少,平民卫星一点也不为过。
  按照计划,NASA首先将3颗PhoneSat 1.0卫星发射到太空,用以测试这类卫星究竟能在太空中运行多长时间。而NASA对PhoneSat 1.0卫星的远景规划是登上月球,并且传几张照片回来。而且这个项目普通开发者也能参与进来,2012年专门组织了一次编程大赛,召集PhoneSat 1.0在太空所使用的APP,获得了热烈的反响。
PhoneSat 1.0卫星更小,只比茶杯略大,价格也才3500美金

总结:智能手机进军航天,大有可为
    在很多人眼中航天是高精尖的事业,消费级IT产品在航天产品面前就是一个渣。实际上,就拿去年很火的好奇号火星车来说,BAE RAD750处理器、256MB内存、2GB的闪存再加上VxWoks操作系统,活脱脱一个上世纪90年代初的配置,智能手机在性能以及功能上足以秒杀前者。只要解决好在恶劣环境下运行的稳定性问题,智能手机进军航天,还是有一显身手的机会。


延伸阅读:IT人与航天梦
  航空航天与IT科技有着千丝万缕的联系,太空也是IT人的一大梦想。目前仅有的6名太空自费游客中,就有4名具有IT背景。
  马克·沙特尔沃思:南非人,2002年4月25日乘坐俄“联盟TM-34”号飞船进入国际空间站,首位进入太空的非洲人。曾是Debian的早期开发者,Ubuntu操作系统的创始人。
  阿努什·安萨里:伊朗裔美国人,女性,2006年9月18日,搭载俄罗斯“联盟TMA-9”载人飞船前往国际空间站。17岁时安萨里移居美国,获得了电工程学学位。1993年与丈夫创立电信技术公司,目前是美国电信技术公司的创办者之一兼首席执行官。
  查尔斯·西蒙尼:美国人,2007年4月7日,乘坐俄 “联盟TMA-10”载人飞船前往国际空间站。曾任职于微软公司,领导开发办公自动化软件Word和Excel。
  理查·盖瑞特:美国人,在2008年10月12日,理查自费参与俄国联盟TMA-13号前往国际太空站。他是一位电子游戏大亨,在电脑游戏产业中,他扮演了相当重要的角色,为Origin Systems游戏软件公司的创办人,设计并撰写了著名的创世纪系列角色扮演游戏。
  除此之外,私人航天公司SpaceX的老总埃隆·马斯克曾经也是一位硅谷企业家,他通过国际贸易支付工具PayPal起家,然后才转向航天领域。

本文出自2013-03-04出版的《电脑报》第8期 D.智能手机
(网站编辑:AI高手)


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