UPSat 第一颗开源卫星

2017 年发射升空的立方体卫星 UPSat 是第一颗发射到轨道上的开源卫星，卫星使用开源软件和开源硬件，由希腊 Patras 大学和 Libre Space Foundation 基金会合作打造。UPSat 是一颗 2U 的微型方块卫星（20×10×10cm，外太空部署微型卫星的单位跟电脑主机类似），任务是电离层电浆密度的科学研究，它的尺寸不大，就像一台小电脑主机，设计上，所有的软硬件完全排除了商用元件，全部以开源的软硬件从头开始打造起。首先是在 4 月 19 日，这颗卫星搭载于 Orbital ATK Cygnus 自动货柜太空船（当然是集货好的，一次装载 150 单位的货物）用火箭发射升空，送到国际太空站（International Space Station）；在站里，会有专人管理配送的作业（类似宅配业者的营业所），这是全程唯一需要人工的地方；再于 UTC 时间 5 月 18 日早上 8:24 透过 的方块卫星部署器从太空站发送到指定轨道（一次可以部署超过 40 颗方块卫星）。30 分钟后，地面的接收站就成功地开始收到 UPsat 无线讯号，这开启了开放源码软硬件在太空应用的里程碑，这使得打造微型卫星的困难度大为下降，太空科技的运用将更加普及。当然这个卫星的源代码真的是开放的，全部放在自由太空基金会的 上，授权有 CERN OHLv1.2 与 GPLv3等。结构上，这卫星小归小，不过麻雀虽小五脏俱全。它由六大子系统组成：EPS：Electrical Power Subsystem ，供电子系统的缩写，负责把太阳能模组转化的电力，供电到各系统，或者太阳能供电不足时，转用内部电池。OBC：On Board Computer 的缩写，这是 UPSat 卫星的大脑， 它负责了于所有核心飞行功能，并执行所有子系统的主要决策和监控，STM32F4 微处理机是其心藏，其操作系统是 （ 开放源码的即时操作系统）。COMMS：Communications Subsystem ，通讯子系统的缩写，顾名思义，这是负责通讯的，核心是 CC1120 通讯芯片。卫星上所有系统内与发送到地面站的的资讯封包都使用 ECSS-CCSDS（定义在 里 ）。IAC：Image Acquisition Component ，影像取得模组的缩写，这是一个嵌入式 Linux 机板──DART4460 ，运作一个客制化 OpenWRT 系统，相机是一个 USB Ximea MU9PM-MH。SU：Science Unit ，科学元件的缩写，在卫星的最顶端，透过 4 根探针分别收集电流，即时测量出电浆密度，测量电流范围从 1nA 至 2μA。ADCS：Attitude Determination and Control Subsystem，姿态稳定与控制系统，基于磁力计的 3 轴主动系统，以安装在卫星四面太阳能电池板背面的矩形磁性线圈（x4）产生控制力矩。磁性线圈之所以安装在太阳能板背面，是因为可以透过太阳能板计算出阳光角度，来旋转调整卫星，此外还有 GPS 可以修正 SGP4 数值，与精准的时间更新。