近年來,隨著商業航天的快速發展,合成孔徑雷達(SAR)衛星已經進入高分辨率、高重訪率和星座化部署的新階段。多星組網、寬幅SAR、InSAR等應用不斷成熟,讓衛星獲取數據的能力持續提升。同時,星載存儲系統也開始承受前所未有的數據壓力。
過去,衛星獲取的數據還能依靠有限的星地通信窗口逐步完成下傳。現在,連續觀測產生的大量數據,都需要在軌緩存較長時間,再等待多次過站完成傳輸。
對于SAR星載SSD來說,考驗早已不再只是容量大小,而是要在持續高速寫入的同時,能否長期穩定運行。

新型SAR衛星對星載SSD提出了哪些要求?
雷達原始回波數據需要實時記錄,星上處理過程中產生的大量中間結果同樣需要緩存,最終形成的成像產品還要等待建立星地鏈路后才能下傳。
整個觀測過程中,SSD幾乎始終處于連續寫入狀態。比起短時間的峰值性能,持續穩定的數據吞吐能力才是決定任務可靠性的關鍵。
更困難的地方,來自空間環境本身。
SAR衛星通常運行在500~700公里低軌軌道(LEO),在5年任務期內,艙內總電離劑量(TID)累積可達30~50 krad(Si),單粒子翻轉事件頻發。
普通商業SSD在這種環境下,輕則出現數據位翻轉,導致圖像出現噪點;重則觸發主控閂鎖(SEL),造成系統宕機。
對于正在執行連續成像任務的SAR衛星而言,這類異常不僅影響設備運行,更可能導致當前觀測數據無法完整保存。

空間輻照之外,熱環境同樣不可忽視。
SAR載荷工作時功耗較高,雷達系統持續運行會使熱量集中釋放,星艙內部冷熱交替明顯,存儲設備的溫度適應能力是穩定工作的必要條件。
如果SSD無法在寬溫環境下保持穩定工作,很大概率出現性能下降甚至寫入異常,危及整星任務的連續性。
SAR應用星上SSD適配方案推薦:天碩X55系列
作為國產衛星專用SSD的典型代表,天碩X55系列航天級SSD針對SAR場景的上述需求,形成了完整的技術適配體系。目前該系列SSD已在多型LEO衛星完成在軌驗證,穩定支撐連續成像任務,并獲得了多家航天院所SSD選型認可。
為了降低空間輻照帶來的失效風險,X55系列采用自研抗輻照主控芯片,并針對空間環境對全盤進行了芯片級抗輻照加固。
經體制內研究所聯合驗證,天碩X55系列航天級SSD可有效覆蓋低軌空間環境中主要重離子的LET范圍,從芯片底層降低單粒子閂鎖風險。結合系統級復合屏蔽設計,可進一步減弱空間粒子影響,為五年以上低軌任務提供可靠保障。
為了保證連續成像過程中數據能夠穩定寫入,X55系列采用PCIe Gen3 ×4高速接口,持續讀寫速度可穩定在約 3 GB/s,能夠滿足SAR的連續緩存需求。
相比追求短時間峰值性能,天碩旗下的高可靠存儲產品始終更注重持續穩定的數據吞吐能力,讓產品能夠適應SAR長時間連續觀測的工作模式。

此外,針對SAR載荷局部熱密度較高的特點,X55系列支持-55℃冷啟動和85℃高溫連續運行,并進一步優化了電源管理和熱管理策略。
在長時間高負載運行過程中,產品能夠保持穩定工作狀態,降低因高溫導致性能波動或寫入異常的風險,為星載存儲系統提供持續可靠的數據支撐。
目前,天碩 X55 系列航天級 SSD 已深度參與我國商業航天的高密度部署,在密集的入軌運行和連續成像任務中,存儲系統表現出極高的穩態可靠性。下傳數據經地面解譯后圖像質量完全符合設計指標,驗證了其在復雜輻射與寬溫環境下的硬核實力。
SAR場景星上SSD選型要點
對于在軌衛星SSD而言,選型既要滿足連續成像帶來的大容量、高帶寬數據存儲需求,也要兼顧復雜空間環境下的長期可靠性。在工程設計中,建議重點關注以下幾個方面:
1.應當根據SAR載荷的數據產生速率、星地鏈路帶寬以及任務周期,綜合評估SSD容量需求
2.當前商業SAR衛星對數據吞吐能力要求不斷提升,在接口規格與星載計算平臺保持匹配的情況下,優先選擇PCIe高速接口
3.SAR任務通常需要長時間連續采集數據,在性能指標方面,相較于短時間峰值速度,更應關注產品的持續讀寫能力
4.完成業務能力評估之后,要高度關注產品在空間環境中的長期可靠性。應明確總電離劑量(TID)、單粒子閂鎖(SEL)等關鍵抗輻照指標,從硬件層面降低空間粒子導致系統異常的風險
5.應選擇具備冷熱循環條件下長期穩定運行能力的SSD,以適應衛星陰影區冷浸、陽照區熱浸以及載荷持續工作的復雜熱環境

結語
SAR 衛星的價值,在于全天候、全時段的穩定觀測能力,而這離不開一套能扛住空間嚴苛環境的存儲系統。
天碩 X55 系列航天級固態硬盤以芯片級抗輻照加固為核心,配合全溫域穩態運行與持續穩態性能輸出,為 SAR 遙感衛星提供了高可靠的遙感數據存儲SSD方案,讓全天候觀測的價值真正落地。
關于天碩(TOPSSD)
湖南天碩創新科技有限公司(TOPSSD)成立于2016年,是國家認定的高新技術企業,長期專注于高可靠、高性能存儲技術的自主創新。公司立足國家戰略需求,面向航空航天、國防和高端工業等關鍵領域,提供完全自主可控的核心存儲解決方案,切實保障國家關鍵信息基礎設施的數據安全與運行穩定,為實現高水平科技自立自強提供堅實支撐。
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