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随“天舟一号”升空的“丝路一号”科学试验卫星01星，是我国采用货运飞船搭载方式首次发射的对地观测微纳卫星。它搭载了我国自主研制的首颗宇航级高速图像压缩芯片“雅芯-天图”，由西安电子科技大学图像所与航天五院513所联合研制。除此之外，西安电子科技大学图像所还承担了“天宫”与“天舟一号”对接系统中遥操作摄像机数字视频编码和解码设备的研制工作。
科学试验卫星01星，具有体积小、重量轻、功能密度高的特点，搭载着总重量不超过1千克的轻小型可见光相机，以及我国自主研制的首颗宇航级高速图像压缩芯片“雅芯-天图”。它是由在陕的地理信息工程国家重点实验室、西安航天天绘数据技术有限公司、中国科学院西安光学精密机械研究所、西安电子科技大学等科研单位联合研制的，“丝路一号”整星的收拢尺寸仅为330毫米×100毫米×100毫米，质量不超过4.5千克，设计轨道高度400公里，具备光学遥感对地观测能力，是“丝路微小卫星群对地观测系统”的首发星，担负着系统技术体制验证任务。
丝路微小卫星群计划发射30颗以上的微纳卫星，可以提供全色、多光谱、高光谱等多种类型的遥感影像并具备增强导航功能。卫星通过组网可以将重访周期缩短至1天，彻底改变遥感卫星重访周期长、产品种类少的旧有格局。
此外，由北京理工大学信息与电子学院航天电子技术研究团队吴嗣亮教授、崔嵬教授负责研制的“天舟一号”微波雷达信号处理机与“天宫二号”微波应答机信号处理机，为“天舟”、“天宫”提供精确的相对位置和运动参数测量信息，将引导“天舟”与“天宫”完成三次“太空之吻”。
据团队负责人吴嗣亮教授介绍，“天舟一号” 微波雷达信号处理机与“天宫二号”微波应答机信号处理机属于空间交会对接微波雷达的第二代产品，相对于第一代产品，此次用于“天舟一号”和“天宫二号”的第二代产品有了新的发展。崔嵬教授介绍到，“产品增加了双向通信功能，以保证“天舟一号”在对接任务中与“天宫二号”实时进行信息传输。同时，通过设计优化，使第二代产品体积更小，重量更轻，功耗更低”。
天舟一号是一艘货运飞船，然而它的功能却不仅仅局限于货物的运输。此次天舟一号发射除了完成交会对接、为天宫二号空间实验室补加燃料之外，它身上还携带了大量的实验设备，在太空运行期间要进行多项实验试验。
此次天舟一号上总共搭载了40台设备，要进行13项太空实验试验，真正做到了一船多用。将要在天舟一号上进行的太空实验，包括新型元器件在轨验证，空间环境探测、力学环境测量，以及生命科学方面的实验等涉及众多领域。未来我国将要建设的空间站体积庞大，在太空运行过程中难免会受到太空碎片的撞击。
货运飞船是天地间运货的工具，为我国未来空间站补充推进剂、空气、食物以及用于维护空间站的更换设备，同时也被当作空间站的“垃圾桶”，用于回收空间站的废弃物。货运飞船在脱离空间站后，连同废弃物一起在大气层中烧毁。货运系统是中国建成空间站需要突破和掌握的关键技术，是确保未来中国空间站在轨长期载人飞行的基本前提。
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