紧急通讯卫星CubeSat通过3D打印，90分钟内完成部署

导读：全球95%的人口可通过有线或移动网络接入宽带互联网。然而，在某些地方和情况下，保持联系仍然非常困难。在紧急情况下，比如地震或冲突期间，必须能够迅速做出反应。可靠的电信网络不易受到中断和基础设施损坏的影响，因此，这种网络即时的灾区通信保障能力至关重要。那么，3D打印技术是否已经在该领域得到应用？

△3D打印小型卫星，是一种应对紧急情况下的新型低成本解决方案

2023年11月17日，南极熊获悉，加泰罗尼亚电信技术中心 (CTTC)、卢森堡大学和加泰罗尼亚奥伯塔大学 (UOC) 的研究人员采用了CubeSat技术，并将其与3D打印相结合，设计了一颗纳米卫星。该纳米卫星可以通过气球将其举至高空，以在仅90分钟内实现与受灾地区的宽带连接。

△快速打印的立方体卫星在大约90分钟内完成制造，被提议作为为灾区提供连通性的一种手段

加泰罗尼亚奥伯塔大学教授Carlos Monzo Sánchez表示：“我们的项目提供了一个解决方案，意味着可以迅速建立在紧急情况下提供帮助的通信网络。它使用的设备能够快速提供通信服务，否则是不可能的。这是专门为紧急服务而设计的，以便他们能够在复杂的情况下更安全、更协调地工作。”

△该电子组件由Arduino Nano驱动，使用小型太阳能电池板充电的电池供电

该概念的核心是针对纳米卫星、低成本、高度小型化的CubeSat标准。这些卫星已广泛用于太空实验。然而，在该团队的方法中，这一理念变得更加现实：他们利用3D打印技术，仅需短短的90分钟就能构建出CubeSats。这些CubeSats通过气球升空，悬浮在灾区上空，通过LoRa技术与地面进行低功率远程无线通信。

CTTC研究员兼论文的第一作者Raúl Parada表示：“我们的解决方案能够实现长距离通信，为大量用户提供可随时随地重复使用的可扩展系统。” 他指出，选择CubeSat作为通信工具的原因在于其快速部署和运行速度。CubeSat可以独立于当前通信系统运行，而在灾难期间，常规通信系统可能会受损，它能够实现远程通信。

△该团队的研究成果已以公开发表在国外《航空航天》杂志上，题目为“基于LoRa的低成本纳米卫星，用于复杂场景中的新兴通信网络”

该团队的原型基于Semtech SX1278 LoRa收发器，它可简单地连接到天线，类似于一根金属尺。1U CubeSat完全由3D打印制成，并配备传感器套件，包括Bosch Sensortec BME280 环境传感器、TDK InvenSense MPU-9250惯性测量单元 (IMU)、Hanwei MQ-135空气质量传感器和Roithner LaserTechnik GUVA-S12SD紫外线传感器。这些传感器全部连接到 Arduino Nano微控制器。未来，他们计划添加GPS接收器，以便更轻松地回收卫星。

Monzo总结道：“我们的解决方案旨在快速应对复杂场景，因此我们更关注其便捷部署，而非将其作为一般电信解决方案，因为在通常情况下，其它基础设施更适合。接下来，我们计划开发可整合进此类基础设施的服务，以最小化部署时间，并确保其在各种情况下均可适用。”