从国家层面来讲，发展CubeSat对于促进本国航天技术，发展多元化的航天器也有重要意义，比方说如果仅仅需要完成一些简单任务，只需要开发一款低成本的CubeSat而不必花大力气去开发一款造价高昂的卫星。

1.2 QB50项目介绍

按照大气热状态特征，地球大气层的垂直分布可分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和逃逸层。其中，热层位于90-320km，由于大气湍流和对流很弱，层中氧原子和氧分子等成分吸收太阳紫外线而使得温度随高度而升高，太阳活动低年时，在300-400km的层顶温度约600K，太阳活动高年可达2000K，大气的温度是指其运动温度，在这个高度上大气密度非常低，它与航天器几乎没有热交换。

在对地球大气层的研究中，人类对低热层(90km-320km)的探测最少。QB50项目采用50颗立方星(CubeSat)组网，对目前人类尚未深入涉足的低热层大气进行多点在轨测量，同时开展卫星再入大气层(返回)的相关研究[ ]。

QB50项目是由比利时冯卡门流体力学研究所牵头，欧盟第七框架出资，利用全球50颗立方体纳卫星在轨、多点、长时间探测地球低热层大气组成的科学研究项目。冯卡门流体力学研究所负责QB50项目组织协调，科学实验任务设计，卫星发射和测控管理等。所有50颗立方星计划于2015年4-6月，由我国长征系列运载火箭发射入轨。

    用于大气探测的是40颗双单元卫星，尺寸10*10*20cm，包括平台单元和载荷单元。平台单元实现卫星平台功能，包括紫太确定与控制、电源、通信、数据综合、结构和热控，实现飞行任务所需要的三轴稳定控制，载荷数据采集，遥测数据采集，通信上下行等。载荷单元装载低热层探测所需的各类传感器，由QB50项目组选定，包括氧探测器FIPEX、多针朗缪尔探针、离子质谱仪、中子质谱仪、激光反射器和温度传感器。另外的10颗二单元或三单元立方星将进行在轨演示验证和卫星再入大气层试验。在轨演示验证的技术包括：2U/3U模块化分离机构在轨测试、太阳帆技术、大气层再入技术、利用阻力帆和电动缆绳使卫星变轨并坠落技术等。

微纳卫星是以微电子机械系统(MEMS)技术和由数个MEMS组成的专用集成微型仪器(ASIM)为基础的一种全新概念的卫星，由于研制周期短，成本低，已成为新技术、新概念的演示验证的重要平台。CubeSat卫星的主要特点是其标准的发射接口，更便于新技术的及时应用。通过QB50任务，研制我国的符合CubeSat标准的立方体卫星，便于掌握这项标准和技术，更大限度发掘这项技术在我国的应用前景。同时，推动该技术在我国向标准化、平台化、产业化方向发展。

2. NJUST-1双单元立方星

2.1 NJUST-1系统设计

南京理工大学申请加入QB50项目，负责研制一颗双单元立方体纳卫星NJUST-1，完成低热层大气在轨探测任务，验证星间组网和通信技术，验证自研的微纳部组件以及卫星总体技术，表2.1列举了NJUST-1轨道的具体参数。

表2.1 NJUST-1具体参数

编号 参数 公制

1 实施时间 2015/4/15 10:00:00.000

2 半长轴 6728.14 km（海拔350 km）

3 升交点赤经 40 deg

4 倾角 79 deg

5 近地点角距 0 deg