立方星设计：QB50计划与微卫星创新

立方星设计是一门涉及微型卫星技术的课程资料，主要关注于1U立方星（立方体卫星）的概念和应用，特别是QB50计划。QB50计划由比利时冯卡门流体动力学研究所（VKI）与欧洲航天局（ESA）、中国陕西省微小卫星工程实验室（SELM）及荷兰代尔夫特理工大学等机构合作，旨在利用50颗立方星组建星座，进行低层大气的多点测量和研究卫星再入大气层的过程。这项国际性项目吸引了全球众多高校参与，其中包括中国的西安交通大学、北京大学、浙江大学等。 立方星以其小巧的10cmx10cmx10cm尺寸和1kg重量，可以灵活扩展至2U、3U等形式，便于科学研究和教育目的。卫星的基本构成分为科学单元和功能单元，科学单元由QB50项目委员会提供科学载荷，而功能单元则包含基础功能模块和各学校自定义的任务单元，承载执行特定任务的设备。 卫星结构设计部分展示了不同型号立方星的外观、组装和内部构造，如斯坦福大学的立方星设计，以及瑞士Swisscube的分解和装配图，这些示意图有助于理解立方星如何在有限的空间内实现功能布局。卫星在发射过程中的受力分析，例如通过运载器发射和Swisscube模型的力学分析，确保了卫星在发射阶段能够承受必要的应力和过载。 卫星的结构设计必须考虑其在太空环境中的稳定性和耐用性，包括但不限于材料选择、连接方式、热管理以及电源和通信系统的集成。整个设计过程需要精细的计算和模拟，确保立方星能够在太空中正常运行，执行预定的科学任务。 总结来说，立方星设计课程涵盖了立方星的概念、QB50项目的背景、卫星的结构和组成、以及关键的结构设计和力学分析，对于学生和研究人员来说，这是一份宝贵的参考资料，有助于他们了解立方星技术的应用和开发实践。