prajvval/zenith-1-cubesat
GitHub: prajvval/zenith-1-cubesat
一项学生 CubeSat 卫星研究项目，利用商用内存芯片探测轨道辐射单粒子翻转事件，并研究卫星通信子系统方案，附完整选型文档与开源参考资料。
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# Zenith 1 — CubeSat 有效载荷与通信研究
这是学生 CubeSat 卫星 **Zenith 1** 的正在进行的研究。这里包含两部分内容：一是利用普通内存芯片捕获宇宙射线单粒子翻转的辐射探测**有效载荷**，二是负责将数据传回地面的**通信**子系统。本仓库是完整的记录文档——包括我们的选择、原因以及背后的所有参考资料。
*Zenith 1 所参考的原型 CubeSat 卫星。图片来源：Wikimedia Commons — ArduSat3, Peter Platzer, CC BY-SA 3.0。*
## 三句话概括有效载荷构想
轨道中的辐射偶尔会导致内存芯片中的位发生翻转——1 变成 0，或者反过来。在一个芯片中写入你已知的固定模式，等待一段时间后读取，每一个改变的位就代表你探测到的一个粒子。搭载三种不同晶体管尺寸的芯片，你可以观察到更小、更脆弱的存储单元更频繁地发生翻转——这是一个仅用六个廉价部件就能完成的清晰物理实验。
*宇宙射线簇射和俘获质子是导致位翻转的原因。图片来源：Wikimedia Commons — Kubu, CC BY-SA 4.0。*
## 针对我们设定问题的快速解答
| 问题 | 简短回答 | 详情 |
|---|---|---|
| 选择哪三种芯片？ | 62256 (5 V, DIP-28) · ISSI IS61LV25616 (3.3 V) · Cypress CY62157EV30 (**90 nm**，曾搭载于 CERN 的 CELESTA 卫星) — 各 2 块，进行全 1 + 全 0 填充 | [有效载荷文档](docs/01-payload-memory-detector.md) |
| 读取频率是多久？ | 基准约 60 秒；在南大西洋异常区和极地区域进行 **15–30 秒的自适应**读取，其他区域为 5 分钟 | [间隔与电源文档](docs/02-check-interval-and-power.md) |
| 在哪里购买辐射源？ | 目前：钍钨极电焊条、KCl 盐、烟雾探测器中的 Am-241。正式源：通过 **AERB eLORA 许可证从 BRIT 获取**的 Cs-137/Sr-90 | [辐射源文档](docs/03-radiation-sources.md) |
| SD 卡能用于太空吗？ | 可以，前提是需加以严密监控 —— 采用工业级 SLC 颗粒、自带 ECC、配置冗余卡，并将关键数据保留在 FRAM/MRAM 中 | [SD 卡文档](docs/04-sd-cards-in-space.md) |
| 使用什么通信板？ | 购买（EnduroSat/ISIS/GomSpace）**或**自制 **OpenLST** —— 这是 OrcaSat 实际搭载过的开源无线电 | [通信文档](docs/05-communications.md) |
| 有哪些已经公开做过类似项目的？ | PyCubed, OreSat, UPSat, CERN 的 DIY 粒子探测器，以及更多项目 | [开源调研](docs/06-open-source-cubesats.md) |
## 本仓库包含的内容
```
zenith-1-cubesat/
├── README.md ← you are here
├── Zenith-1_Research_Report.docx ← the full write-up (humanised prose, images, references)
├── docs/
│ ├── 01-payload-memory-detector.md
│ ├── 02-check-interval-and-power.md
│ ├── 03-radiation-sources.md
│ ├── 04-sd-cards-in-space.md
│ ├── 05-communications.md
│ ├── 06-open-source-cubesats.md
│ └── references.md ← every source, numbered
└── images/ ← Wikimedia Commons figures (attributions in attribution.json)
```
**Word 报告**（`Zenith-1_Research_Report.docx`）是提交给团队的交付物；**markdown 文档**则是相同内容的拆分，便于在 GitHub 上进行快速参考和轻松编辑。
## 我们正在使用的参考链接
- OrcaSat 天线（开源硬件，我们的通信技术基础）：
- 使用 BPW34 光电二极管的 CERN DIY 粒子探测器：
- PyCubed 电池板 (v01b)：
完整的编号资源列表：**[docs/references.md](docs/references.md)**。
## 给指导老师的待确认问题
1. SD 卡 —— 对于我们的任务级别，一张受监控的冗余卡是否可以接受，还是所有数据都必须使用 FRAM/MRAM？
2. 机构能否启动 **AERB eLORA** 授权程序，以便我们从 BRIT 获取真正的 Cs-137 / Sr-90 源？
3. 通信模块 —— 是直接购买成品还是自制 OpenLST？这会导致预算出现大约 10 倍的波动。
4. 我们能否获得加速器束流时间来进行真正的 SEU 截面测量，还是只能依赖检查源 + 在轨数据？
5. 团队里有人能回流焊接 TSOP 封装吗，还是有效载荷将保持全通孔设计（从而舍弃 90 nm 的关键芯片）？
*资料来源已于 2026 年 7 月 3日至 4 日核实。`robu.in` 会阻止自动化抓取，因此其商品列表是通过搜索索引的产品页面确认的——下单前请核实实际库存。OrcaSat 仓库提供证书的域名为 `gitlab.uvic-cfar.com` 而非 `gitlab.orcasat.ca`；两者指向的是同一台公共服务器。*
标签：单粒子翻转, 卫星通信, 硬件研究, 立方星, 航天工程, 辐射探测