在衛星通信與深空探索領域,電子設備的穩定運行堪稱“生命線”。然而,太空中的輻射環境極為嚴酷,極易對電子設備造成損壞,且由于太空環境的特殊性,設備維修幾乎不可能實現。傳統加固技術雖能在一定程度上增強設備的抗輻射能力,但往往以增加重量、體積和功耗為代價,這在一定程度上限制了衛星等航天器的發展。
近日,一項突破性研究成果為解決這一難題帶來了全新方案。復旦大學一支科研團隊基于新型原子層半導體材料,研發出射頻通信系統,并首次在太空中完成驗證。該系統被昵稱為“青鳥”,搭載于一顆低地球軌道衛星,在軌運行時間超過九個月。
實驗期間,“青鳥”系統展現出了卓越的性能。它以“復旦大學校歌”手稿照片作為信號,成功完成了穩定的太空通信,地面也順利接收到了信號。更令人驚嘆的是,在長期遭受輻射暴露后,該系統的信號傳輸依然保持高度清晰準確,沒有出現明顯的衰減或失真。
深入分析發現,這項新技術能夠顯著提升相關設備在同步軌道的理論工作壽命,大幅提升至數百年之久。與此同時,其能耗僅為傳統系統的幾分之一,這一優勢對于需要長期在軌運行且能源供應有限的衛星等航天器來說,具有極其重要的意義。
該科研團隊在國際上首次實現了基于二維電子器件與系統的在軌驗證,這一成果開辟了原子層半導體太空電子學這一全新領域。它標志著人類在構建高可靠、輕量化太空電子系統的道路上邁出了關鍵一步,為衛星等航天器的性能提升提供了新的思路和方向。
隨著這項技術的不斷發展與應用,未來的衛星有望在多個方面實現優化。它們將變得更“輕”,能夠攜帶更多的有效載荷或采用更高效的推進系統;變得更“持久”,在軌運行時間大幅延長,減少發射和更換的頻率;變得更“節能”,降低對能源的依賴,提高能源利用效率。這些優勢將為構建更可靠的全球衛星互聯網、推動深空探測走向更遠提供關鍵的技術支撐。










