学术经纬@霸王硬上弓,废弃卫星续命五年获新生


有没有想过 , 人造卫星老了之后 , 该怎么办?
和凉拌差不多 。 而且 , 为了减少退役卫星带来的太空垃圾 , 离地球近的卫星 , 一般会坠入大气层;而更远的卫星 , 会有一些专门的坟墓轨道 。
尽管不少卫星 , 直到退役仍然身体健康 , 可以超期服役 , 可一旦燃料耗尽 , 难以控制自己的轨道和姿态 , 就回天乏术了 。
现在 , 人们开始尝试在轨道上延长它们的“寿命” 。 就在2月25日 , 人类第一次依靠新卫星实现了老卫星续命的任务 。
续命的方法也很特别 , 尺度堪比希腊神话故事 。
任务延寿卫星MEV-1 , 是人类历史上首颗被派遣上天提供延年益寿服务的卫星 。 它没有固定的轨道 , 而是根据需求主动去找它的服务对象 。
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任务延寿卫星MEV-1地面照|Northrop Grumman
那么 , 太空续命到底是怎么实现的呢?
卫星新姿势——太空后浪推前浪
大象装冰箱卫星续命 , 总共分几步?
简单来说 , 也是三步 。
第一步 , 到卫星附近;第二步 , 亲密接触;第三步 , 给卫星延寿 。
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火箭安装卫星后 , 没安装整流罩的合影 。 左侧为火箭上面级局部 , 中间为任务延寿卫星MEV-1 , 右侧为欧洲通信卫星|Northrop Grumman
一枚源自苏联技术的质子号火箭 , 搭载着包含欧洲技术的欧洲通信卫星5号西B卫星 , 以及美国技术的任务延寿卫星MEV-1 , 从位于中亚的拜科努尔发射场出发 , 一同前往太空 。
这场去年10月的世界航天小团聚之后 , 两颗卫星各自奔向自己的预定轨道 。
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任务延寿卫星和待续命卫星的最初轨道|Northrop Grumman
火箭一般不会直接将卫星送入地球同步轨道 , 需要卫星自己调整轨道 。
大多数卫星 , 都会选择化学能燃料发动机 , 这样可以快速入轨并投入使用 。
不过 , 任务延寿卫星MEV-1并不着急 。 它选择了节能低耗的离子推进发动机 , 推力小 , 消耗少 , 可以节省自身携带的燃料 , 把更多燃料留给其他卫星续命时用 。
MEV-1足足花了3个半月时间 , 才慢悠悠爬到了IS-901的轨道 。
此时 , 后者的燃料基本耗尽 , 已经把自己转移到了同步卫星坟墓轨道 。
MEV-1悄悄地靠近 , 并准确绕到IS-901的身后 , 为下一步的姿势做好准备 。
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MEV-1从背后“偷拍”到的地球与IS-901同框|Northrop Grumman
下一步 , 两颗卫星必须精准地交会对接 。
但这次交会对接极其困难 , 因为在19年前 , IS-901飞向太空时 , 根本没有预留任何的交会对接口!
不仅如此 , IS-901因为燃料耗尽 , 已经基本没有了姿态控制能力 , 也不会配合作出任何的行动 。
那么 , 究竟应该用什么姿势去完成这次特殊的对接呢?
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MEV-1望着不配合的IS-901 , 注意它的“屁股”|Northrop Grumman
为了确定具体用什么“姿势” , 地面的工程师颇费脑筋 。
想来想去 , 研发人员终于找到了一个好的接入口——化学能发动机的喷气口(上图卫星屁股中间的喇叭口) 。 这也是大多数地球同步轨道卫星都有的一个共同点 。
如果任务延寿卫星MEV-1能顺利插入目标卫星发动机的喷口 , 就能牢牢连接目标星IS-901了 。