在卫星通信与深空探索领域,电子设备的稳定运行堪称“生命线”。然而,太空中的辐射环境极为严酷,极易造成设备损坏,且维修难度极大。传统加固技术虽能提升设备抗辐射能力,但往往以增加重量、体积和功耗为代价,限制了太空电子系统的进一步发展。
近日,一项突破性成果为这一难题提供了全新解决方案。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室集成电路与微纳电子创新学院的周鹏—马顺利团队,基于新型原子层半导体材料研发的射频通信系统,首次在太空中完成验证。相关研究成果以《面向星载通信的原子层级抗辐射射频系统》为题,发表于国际顶级期刊《自然》主刊。
该系统被命名为“青鸟”,搭载于一颗低地球轨道卫星,已在轨运行超过九个月。实验期间,它以“复旦大学校歌”手稿照片作为测试信号,成功实现了稳定的太空通信与地面接收。这一成果不仅验证了系统的可靠性,更展示了其在复杂太空环境中的卓越性能。
尤为引人注目的是,在长期辐射暴露后,“青鸟”的信号传输依然保持高度清晰准确。分析表明,该技术可将相关设备在同步轨道的理论工作寿命大幅提升至数百年,同时能耗仅为传统系统的几分之一。这一突破为构建高可靠、轻量化太空电子系统奠定了基础。
该团队在国际上首次实现了基于二维电子器件与系统的在轨验证,开辟了原子层半导体太空电子学这一全新领域。这一成果标志着人类在太空电子技术领域迈出了关键一步,为未来卫星的轻量化、长寿命和低能耗设计提供了重要参考。
随着这一技术的推广应用,未来的卫星有望变得更“轻”、更“持久”、更“节能”。这不仅将为构建更可靠的全球卫星互联网提供关键支持,也将推动深空探测向更远的领域迈进。





