不简单,这次的卫星加油试验

百科   2025-01-08 00:00   北京  

1月7日凌晨04时00分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,随后将实践二十五号卫星送入预定轨道。

根据报道,该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证。

卫星燃料主要是供星载发动机调整或维持轨道和调整卫星姿态之用。低轨卫星比如空叉的星链由于业务飞行高度在500-600公里左右,但其发射入轨的高度远比这低,往往是在发射入轨后启动发动机逐渐抬高轨道,最后调整到业务轨道上。在整个寿命期间,发动机还要多次点火以维持轨道高度。星链如此,其它国家卫星也是如此。去年年底我国成批发射的星网、千帆星座卫星也都是在发射入轨后点燃发动机逐渐抬高轨道。

高轨卫星同样需要在寿命期间靠星载发动机多次点火保持轨道。比如在同步静止轨道上的通信卫星,如果没有发动机启动保持位置,早晚会漂移到不知什么鬼地方去。因此同步卫星也非常需要燃料。

因此实际使用过程中,卫星往往是带的燃料够用多长时间,实际寿命就有多长时间。我国的一些长寿命卫星往往是带足了燃料上天,在预定的两三年工作寿命到期之后燃料还有一大半没用完,这时候卫星状态也很好,于是就大幅度延长其工作寿命。所以这次试验叫做卫星燃料补加与延寿嘛。

MEV-1与国际通信卫星IS-901对接在一起(效果图)

另外,这次的补充燃料是对同步轨道的卫星进行。这是难度较大而需求又比较强烈的。因为同步轨道比那些低轨道要远多了,好不容易发一颗卫星上去,用个十年顶多十五年就没燃料了,重新打一颗上去也挺花钱的。所以对同步轨道卫星补充燃料的需求很强烈。欧美琢磨出的办法叫寿命延长服务飞船(Mission Extension Vehicle, MEV),是发射一颗带足燃料的小卫星(MEV)到同步轨道。待找到已经没燃料的那颗大卫星之后,这个MEV就从大卫星的某个凹陷部位例如发动机喷口把一个对接装置伸进去然后固定住自己,这就和大卫星成为一体了。这样以后MEV的发动机启动后就可以调整大卫星的轨道了。将来MEV把对接装置收起之后又可以脱离这个大卫星去服务别的卫星。缺点就是相当长的一段时间里只能给一颗卫星延寿。诺斯罗普.格鲁门旗下的太空物流公司在2020年和2021年分别有一颗MEV对接了一颗通信卫星。

而上海八院的这个卫星可能不太一样,从八院在珠展上展出的内容看,这个卫星带两个机械臂,它可以在靠近目标星之后用两个机械臂连上目标并紧贴在一起,然后给目标加注燃料。当然,这需要目标星具备燃料加注口。八院展出的卫星可携带1.3吨燃料,如果是离子推进器所需的氙气,一颗卫星有50公斤就能用上10年了。这样够给卫星补充燃料26次的。要是肼燃料,50公斤只够1年的,不过1.3吨也够用26年的。

欧美其实也在试验这方面的技术。OrbitFab与美国太空军就合作搞卫星燃料加注,预计2025年开始演示试验。不过从进度看,已经落后于中国了。

当然这种卫星燃料补充的潜在价值还在于稍加修改就可以作为卫星捕获器去捕捉对手的重要卫星。所以中国的这个技术领先了,对于西方特别是美国的刺激无疑很大。

asiavikin
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