主頁（http://www.130131.com）：智能利用“太空垃圾” 打造低成本實驗與通信平臺 復(fù)旦大學(xué)“芯云

今年11月15日凌晨，我國風(fēng)云三號04星（FY-3D）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。而由復(fù)旦大學(xué)自主研發(fā)的“芯云”智能芯片首次隨長征四號丙運載火箭一同進(jìn)入太空。今天上午，來自復(fù)旦等單位的相關(guān)科研人員，首次披露了“芯云”創(chuàng)新研發(fā)的幕后新聞。

新突破 太空垃圾 變廢為寶

在以往各國每一次的火箭發(fā)射后，隨著一級火箭、二級火箭以及整流罩的脫落并返回地面，末子級火箭會隨著它的有效載荷一同進(jìn)入軌道，并長期在太空中占據(jù)寶貴的軌道資源，對在軌空間飛行器造成安全威脅，是目前體量最大的太空垃圾，也是國際社會共同關(guān)心的一個問題。

為了解決這一困擾，研究團(tuán)隊經(jīng)過長達(dá)兩年多時間攻關(guān)，對常規(guī)微納衛(wèi)星功能模塊高度集成化與芯片化，以及硬件資源可重構(gòu)和智能化設(shè)計，使其重量降至30克以內(nèi)，整機(jī)結(jié)構(gòu)重量降低到1.1千克。據(jù)團(tuán)隊組長、項目總體專家、復(fù)旦信息科學(xué)與工程學(xué)院教授鄭立榮介紹，通過在末子級上安裝這種輕巧便攜的智能芯片系統(tǒng)，團(tuán)隊將原本的火箭末子級改造成極低成本的科學(xué)實驗和通信平臺，實現(xiàn)太空垃圾“變廢為寶”。本次發(fā)射，復(fù)旦與航天八院雙方研究人員巧妙地安裝了多組這種芯片系統(tǒng)，建成了首個末子級留軌智能應(yīng)用平臺，開展天基物聯(lián)網(wǎng)實驗。

新實驗 自主容錯 能量自治

本次火箭末子級載荷板采用了復(fù)旦自行設(shè)計的“芯云一號”片上智能系統(tǒng)芯片 (SoC)。該SoC集成了傳感器接口、數(shù)字采樣、高可靠處理器、多種信息加密技術(shù)、智能電源管理技術(shù)，以及豐富的數(shù)據(jù)接口和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等，是一款集成度高、功能完備、自主可控的芯片衛(wèi)星SoC。

復(fù)旦研發(fā)團(tuán)隊長期致力于建立具有類腦自主容錯能力的計算模型和拓?fù)浼軜?gòu)。這種架構(gòu)與傳統(tǒng)多模冗余技術(shù)更具可靠性但功耗和芯片面積可以大大減少。復(fù)旦信息科學(xué)與工程學(xué)院微納系統(tǒng)中心鄒卓研究員說:“如實驗成功，系統(tǒng)有望完全擺脫備用電池，僅需幾片數(shù)個厘米大小的太陽能板，就可實現(xiàn)能量自治”。

新應(yīng)用 有效監(jiān)測 展望未來 

截至今天早晨，該系統(tǒng)已經(jīng)在軌運行430小時。運行期間，物聯(lián)網(wǎng)試驗節(jié)點與地面網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定，回傳空間監(jiān)控數(shù)據(jù)以及接收地面控制指令等功能運行如初、狀態(tài)良好。據(jù)項目指導(dǎo)、中國科學(xué)院院士、復(fù)旦電磁波信息科學(xué)教育部重點實驗室主任金亞秋介紹， 隨著我國“一帶一路”倡議和海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實施，利用廣域物聯(lián)網(wǎng)對我國偏遠(yuǎn)地區(qū)、外圍海域、熱點地區(qū)等進(jìn)行識別和監(jiān)控的需求日益迫切。復(fù)旦的“芯云”技術(shù)能夠覆蓋視線外的廣大區(qū)域，猶如伸出一條巨大的手臂，可操控與伸展的范圍大大增加。

此次由復(fù)旦大學(xué)和航天八院利用各自優(yōu)勢資源打造的新型物聯(lián)網(wǎng)載荷系統(tǒng)，可以低成本地實現(xiàn)天、空、地、海大尺度的萬物互聯(lián)，提供大數(shù)據(jù)應(yīng)用與相關(guān)服務(wù)，為我國后續(xù)在天基物聯(lián)網(wǎng)、空間碎片監(jiān)測、空間環(huán)境探測、高空地磁測繪等研究打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，同時也是對火箭的回收利用和太空碎片處理這項國際性公共難題的一次巧妙而極具意義的嘗試。