長征四號(hào)丙運(yùn)載火箭日前發(fā)射升空，將我國風(fēng)云三號(hào)04星(FY-3D)成功送入預(yù)定軌道。記者從復(fù)旦大學(xué)獲悉，其自主研發(fā)的“芯云”智能芯片隨長征四號(hào)丙運(yùn)載火箭一同進(jìn)入太空，并據(jù)此建成了末子級(jí)留軌智能應(yīng)用平臺(tái)，開展了天基物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。

每一次火箭發(fā)射后，一、二級(jí)火箭及整流罩會(huì)脫落并返回地面，末子級(jí)火箭則會(huì)隨著它的有效載荷一同進(jìn)入軌道，長期在太空占據(jù)寶貴的軌道資源，是目前體量最大的“太空垃圾”。

能否變廢為寶?

復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院微納系統(tǒng)中心、上海智能電子與系統(tǒng)研究院、上海宇航系統(tǒng)研究所等單位組成的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年多聯(lián)合攻關(guān)，對(duì)常規(guī)微納衛(wèi)星功能模塊高度集成化與芯片化，硬件資源可重構(gòu)和智能化設(shè)計(jì)，使其重量降至30克以內(nèi)。將這種輕巧便攜的智能芯片系統(tǒng)安裝在末子級(jí)火箭上，就能把其改造成極低成本的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和通信平臺(tái)。

專家表示，在火箭發(fā)射任務(wù)相對(duì)頻繁的當(dāng)下，這種方法發(fā)射周期短、在軌數(shù)量多、載荷成本低，對(duì)構(gòu)建未來多軌道天基信息網(wǎng)絡(luò)有重要價(jià)值。

據(jù)該項(xiàng)目總體專家、復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授鄭立榮介紹，本次火箭末子級(jí)載荷板采用了復(fù)旦大學(xué)自行設(shè)計(jì)的“芯云一號(hào)”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)以及豐富的數(shù)據(jù)接口和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等。這一芯片還建立了具有類腦自主容錯(cuò)能力的架構(gòu)，功耗和芯片面積減少。

研究人員在此次發(fā)射中安裝了多組“芯云”系統(tǒng)，建成了首個(gè)末子級(jí)留軌智能應(yīng)用平臺(tái)。根據(jù)預(yù)定計(jì)劃，團(tuán)隊(duì)已成功完成在軌核心關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)與驗(yàn)證，轉(zhuǎn)入在軌長管階段當(dāng)中，隨后將對(duì)芯片的自主容錯(cuò)、動(dòng)態(tài)重構(gòu)、能量自治等功能進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)太空碎片的行為模型進(jìn)行分析。

專家表示，此次的新型物聯(lián)網(wǎng)載荷系統(tǒng)，作為地面物聯(lián)網(wǎng)的有益補(bǔ)充，可以低成本實(shí)現(xiàn)天、空、地、海大尺度的萬物互聯(lián)，并為我國后續(xù)在天基物聯(lián)網(wǎng)、空間碎片監(jiān)測(cè)、空間環(huán)境探測(cè)、高空地磁測(cè)繪等研究打下技術(shù)基礎(chǔ)。