在中国科学院微小卫星创新研究院（以下简称卫星创新研究院）一楼展厅，一个拥有两片深蓝色“翅膀”、主体呈金黄色的卫星模型，矗立在“承国家之志、铸时代新星”的背景板前，在深蓝色穹顶的映衬下，熠熠发光。卫星创新研究院微纳卫星研究所副所长张科科告诉《中国科学报》，它是卫星创新研究院研发的首颗民用商业微纳卫星“向日葵一号S1星”的模型。
随着高新技术的发展和需求的推动，航天器微小化已成为发展趋势。微纳卫星以重量体积小、功能密度高、开发周期短、能以更低成本完成很多复杂空间任务的优势，在科研、国防、民用商业等领域发挥着越来越重要的作用。与动辄上千公斤的大卫星相比，微纳卫星的身形真是轻盈多了。张科科说，“向日葵一号S1星”的重量约为100公斤，它的主体和家用饮水机差不多大小，“不过在微纳卫星家族里，它的个头不算小”。
微纳卫星家族包括微卫星和纳卫星。就重量而言，微卫星的重量从10公斤到100公斤不等，纳卫星则从1公斤到10公斤不等，统称为“微纳卫星”。微纳卫星如此“轻盈”，得益于新技术、新器件、新工艺、新材料在航天领域的不断发展和逐步应用。
微纳卫星虽然体积小，但是本领可不小。“一颗约100公斤的微纳卫星能干以往300到500公斤传统卫星干的活儿。”张科科介绍说，“中国北斗卫星导航系统（BDS）是全球四大卫星导航系统之一，导航增强型微纳卫星能协助北斗导航系统，让用户接收到的导航定位精度达到厘米级。”
“向日葵一号S1星”于2018年9月29日发射升空，星上装载有星间激光通信、数字多波束对地通信和高精度导航定位载荷，采用了模块化设计理念，具有高集成、低成本、功能密度高、实用业务化等特点。至今，它已在轨运行1年半有余，超过了原先1年的预期“寿命”，各项性能指标运行良好。“‘向日葵一号S1星’还有一个孪生兄弟‘向日葵一号S2星’，预计今年5月下旬发射。
”张科科说，“‘向日葵一号S2星’发射后，兄弟俩能在空中‘握手’，开展星间激光通信、地—星—星—地通信试验、导航增强系统组网技术验证等工作。”
“向日葵”三兄弟都诞生于微纳卫星研究所新一代微纳卫星WN100平台，该平台可以说是微纳卫星“向日葵”兄弟的摇篮。
张科科介绍，该平台主要面向导航增强、物联通信、天基网络和组网星座等任务，专门用于研制百公斤级以下的各类空间应用、新技术探索、低成本实用化微纳卫星。平台主要特点包括高性价比、模块化设计、功能分舱标准接口、标准化综合电子、高精度三轴稳定、电/化学推进模块可选等。此平台研发的微纳卫星在星间激光通信能力、大功率能源供给能力、精准组网与保持能力、轨道维持与离轨能力等方面具有独特优势。
在卫星家族里，微纳卫星很年轻。张科科提示，“虽然在微纳卫星研制领域，我们在高功能密度、模块化微纳卫星设计研制等方面的能力已达到国内先进水平，但是和Space X等国际同行相比，在产品化、批量生产等方面我们还处于跟跑阶段。”“面向国民经济主战场，以用户需求和市场应用为导向，提供国际一流实用化微纳卫星整体解决方案，是我们卫星创新研究院微纳卫星研究所努力的方向。”张科科说。