我們?nèi)绾巫屢活w將死的衛(wèi)星“起死回生”?答案可能是用另一顆衛(wèi)星為其提供維修服務(wù)。
從第一顆人類人造衛(wèi)星上天至今,全球發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量在 5000 顆以上,其中多數(shù)已經(jīng)不再正常運轉(zhuǎn)。
對待已經(jīng)報廢的衛(wèi)星,一種方法是控制衛(wèi)星用掉最后的燃料,在減速后進入大氣層,在大氣中燃盡,或有碎片最終灑在位于南太平洋的航天器公墓。
而對于一些軌道高度上萬公里的高軌衛(wèi)星來說,其自身的燃料并不足以讓其減速到再入大氣層,這些衛(wèi)星在結(jié)束任務(wù)后,會利用自身動力去到更高的墓地軌道,無所事事地飄蕩,這一過程不能影響其他正常衛(wèi)星的工作。
既然報廢衛(wèi)星已有后事安排,為什么還要 “營救” 它們?這是因為人造衛(wèi)星的造價高昂,高軌的通信衛(wèi)星更是如此,單是衛(wèi)星本身的成本就常常達到數(shù)億美元。因此如果能夠延長衛(wèi)星的使用壽命,帶來的經(jīng)濟價值也是頗為可觀的。
8 月 15 日,一枚阿麗亞娜 5 號運載火箭在法屬圭亞那航天中心發(fā)射升空,搭載其中的一顆名為 MEV-2 的服務(wù)衛(wèi)星正準備前往高度約 3.5 萬多公里的地球同步軌道,為一顆年老的通信衛(wèi)星“續(xù)命”。
這顆名為“國際通信衛(wèi)星”10-02 的衛(wèi)星,從 2004 年升空至今已經(jīng)工作了 16 年,而原本設(shè)計使用壽命僅為 13 年。目前,這顆衛(wèi)星尚能保持正常的通信工作能力,但在超長的服役時間里,有限的燃料已經(jīng)成為衛(wèi)星工作壽命的短板。常規(guī)情況下,這顆衛(wèi)星將在燃料消耗殆盡之前,主動轉(zhuǎn)移到墓地軌道,去安度晚年。
圖 | MEV-2 衛(wèi)星
MEV-2 給它帶去一套新的動力系統(tǒng)和一箱滿滿的燃料。按照計劃,MEV-2 將經(jīng)過多次變軌到達地球同步軌道,并在明年精準停靠在目標衛(wèi)星的旁邊并實施對接。
兩顆衛(wèi)星在距離地球 3 萬多的軌道上,在高速飛行中進行對接,屆時“國際通信衛(wèi)星”10-02 將短暫地暫停工作,MEV-2 將借助傳感器和預設(shè)好的捕捉程序,在 20 分鐘內(nèi)與目標衛(wèi)星對接完成。
從本質(zhì)上來說,對接完成后的 MEV-2 將會成為通信衛(wèi)星的臨時發(fā)動機和臨時油箱。在預期 5 年的服務(wù)時間里,MEV-2 將無時不刻地與通信衛(wèi)星保持連接的狀態(tài),在需要變軌的時候充當動力系統(tǒng),提供動力支持。如此一來,“國際通信衛(wèi)星”10-02 將能把自己的工作壽命再延長 5 年以上。
這已經(jīng)不是 “衛(wèi)星加油” 模式的首次嘗試。開發(fā)這顆 MEV-2 衛(wèi)星的是美國知名的軍工廠商諾斯洛普 · 格魯門公司(簡稱:諾格)。這顆衛(wèi)星則是該公司在衛(wèi)星救援領(lǐng)域的第二次發(fā)力。
去年諾格曾發(fā)射了首顆救援衛(wèi)星 MEV-1,并在今年 2 月成功在墓地軌道上與已經(jīng)接近棄用的 “國際通信衛(wèi)星”901 對接,最終將其拉回到地球同步軌道。“起死回生” 的通信衛(wèi)星在今年 4 月成功恢復了服務(wù),這也開創(chuàng)了衛(wèi)星在軌服務(wù)的先河。
根據(jù)此前報道,“國際通信衛(wèi)星”購買諾格的衛(wèi)星服務(wù)的費用將達到每年 1300 萬美元,目前為止兩個訂單的年限均為 5 年。
而諾格憑借 MEV-1 和還在路上的 MEV-2,則已經(jīng)開發(fā)了一個此前從未成型的產(chǎn)業(yè)——衛(wèi)星在軌維修,通過發(fā)送衛(wèi)星的方式為已經(jīng)在軌工作的衛(wèi)星延長工作壽命。
未來這一類型的服務(wù)將有望幫助衛(wèi)星公司節(jié)省大量資金,并減少衛(wèi)星廢棄之后帶來的太空垃圾。
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通信衛(wèi)星
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原文標題:在3萬公里高空搶救瀕死衛(wèi)星,美國欲再次驗證高軌衛(wèi)星的在軌維修和加油
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