未來我國天、空、地、海大尺度的萬物互聯網將有望通過衛星的信號傳輸來實現穩定、安全的全覆蓋，而無需再依賴移動互聯網。助力這一天基物聯網形成的是原本該成為太空垃圾的火箭末子級。承擔這一任務的“芯云”智能芯片載荷，由復旦大學完成自主研發后首次投入試驗，截至昨天上午，已在太空穩定運行430小時，通過了首期考驗。
“芯云”由復旦大學信息科學與工程學院院長鄭立榮領銜的團隊自主研發。在11月15日凌晨2時35分，隨我國風云三號04星(FY-3D)在太原衛星發射中心由長征四號丙運載火箭成功發射升空。而搭載在長征四號丙運載火箭末子級的多個“芯云”載荷不僅將記錄下這一火箭末子級的運行軌跡，還將為天基物聯網的組網提供首批實驗數據，未來，這些載荷將在太空自組衛星網絡，為天基物聯網提供服務。
據鄭立榮介紹，過去每一次火箭發射后，隨著一級火箭、二級火箭以及整流罩的脫落并返回地面，末子級火箭會隨它的有效載荷一同進入軌道，并長期在太空中占據寶貴的軌道資源，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，即便是正在實驗中的火箭回收技術，也難以回收火箭的末子級。
為了解決這一問題，鄭立榮的研究團隊經過歷時兩年多攻關，對常規微納衛星功能模塊進行高度集成化與芯片化，硬件資源進行可重構和智能化設計，使其重量降至30克以內，整機結構重量降低到1.1千克，最終由復旦大學無錫研究院實現了他們的設計。據悉，這一芯片建立了具有類腦自主容錯能力的架構，功耗和芯片面積大大減少。相關研究成果已在國際權威雜志上發表。
團隊成員、復旦大學信息科學與工程學院微納系統中心鄒卓研究員說：“此次實驗成功，意味著系統有望完全擺脫備用電池，僅需幾片數厘米大小的太陽能板就可實現能量自治。”
復旦大學與航天八院雙方研究人員在此次發射中安裝了多組“芯云”系統，建成了首個末子級留軌智能應用平臺。據航天八院的有關負責人介紹，在火箭發射任務相對頻繁的當下，這種方法發射周期短、在軌數量多、載荷成本低等，對構建未來多軌道天基信息網絡有重要的價值。
根據預定計劃，團隊已經完成在軌核心關鍵技術試驗與驗證，并轉入到在軌長期管理階段。隨后雙方研究團隊將進一步開展組網和路由、傳輸控制協議等系列實驗，并對芯片的自主容錯、動態重構等功能進行驗證，對太空碎片的行為模型進行分析。
據項目指導、中國科學院院士、復旦大學電磁波信息科學教育部重點實驗室主任金亞秋介紹，隨著我國“一帶一路”倡議和海洋強國戰略的實施，利用廣域物聯網對我國偏遠地區、外圍海域、熱點地區等進行識別和監測的需求日益迫切。然而由于受到地球曲率的影響，地面和岸基物聯網系統可覆蓋的范圍相對較小。而“芯云”技術能夠覆蓋視線外的廣大區域，猶如伸出一條巨大的手臂，可操控與伸展的范圍大大增加。
此次的新型物聯網載荷系統，為我國后續在天基物聯網、空間碎片監測、空間環境探測、高空地磁測繪等研究打下了堅實的技術基礎，同時也是對火箭回收利用和太空碎片處理這項國際性公共難題的巧妙而極具意義的嘗試。
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