我们如何让一颗将死的卫星“起死回生”?答案可能是用另一颗卫星为其提供维修服务。
从第一颗人类人造卫星上天至今,全球发射的卫星数量在 5000 颗以上,其中多数已经不再正常运转。
对待已经报废的卫星,一种方法是控制卫星用掉最后的燃料,在减速后进入大气层,在大气中燃尽,或有碎片最终洒在位于南太平洋的航天器公墓。
而对于一些轨道高度上万公里的高轨卫星来说,其自身的燃料并不足以让其减速到再入大气层,这些卫星在结束任务后,会利用自身动力去到更高的墓地轨道,无所事事地飘荡,这一过程不能影响其他正常卫星的工作。
既然报废卫星已有后事安排,为什么还要 “营救” 它们?这是因为人造卫星的造价高昂,高轨的通信卫星更是如此,单是卫星本身的成本就常常达到数亿美元。因此如果能够延长卫星的使用寿命,带来的经济价值也是颇为可观的。
8 月 15 日,一枚阿丽亚娜 5 号运载火箭在法属圭亚那航天中心发射升空,搭载其中的一颗名为 MEV-2 的服务卫星正准备前往高度约 3.5 万多公里的地球同步轨道,为一颗年老的通信卫星“续命”。
这颗名为“国际通信卫星”10-02 的卫星,从 2004 年升空至今已经工作了 16 年,而原本设计使用寿命仅为 13 年。目前,这颗卫星尚能保持正常的通信工作能力,但在超长的服役时间里,有限的燃料已经成为卫星工作寿命的短板。常规情况下,这颗卫星将在燃料消耗殆尽之前,主动转移到墓地轨道,去安度晚年。
图 | MEV-2 卫星
MEV-2 给它带去一套新的动力系统和一箱满满的燃料。按照计划,MEV-2 将经过多次变轨到达地球同步轨道,并在明年精准停靠在目标卫星的旁边并实施对接。
两颗卫星在距离地球 3 万多的轨道上,在高速飞行中进行对接,届时“国际通信卫星”10-02 将短暂地暂停工作,MEV-2 将借助传感器和预设好的捕捉程序,在 20 分钟内与目标卫星对接完成。
从本质上来说,对接完成后的 MEV-2 将会成为通信卫星的临时发动机和临时油箱。在预期 5 年的服务时间里,MEV-2 将无时不刻地与通信卫星保持连接的状态,在需要变轨的时候充当动力系统,提供动力支持。如此一来,“国际通信卫星”10-02 将能把自己的工作寿命再延长 5 年以上。
这已经不是 “卫星加油” 模式的首次尝试。开发这颗 MEV-2 卫星的是美国知名的军工厂商诺斯洛普 · 格鲁门公司(简称:诺格)。这颗卫星则是该公司在卫星救援领域的第二次发力。
去年诺格曾发射了首颗救援卫星 MEV-1,并在今年 2 月成功在墓地轨道上与已经接近弃用的 “国际通信卫星”901 对接,最终将其拉回到地球同步轨道。“起死回生” 的通信卫星在今年 4 月成功恢复了服务,这也开创了卫星在轨服务的先河。
根据此前报道,“国际通信卫星”购买诺格的卫星服务的费用将达到每年 1300 万美元,目前为止两个订单的年限均为 5 年。
而诺格凭借 MEV-1 和还在路上的 MEV-2,则已经开发了一个此前从未成型的产业——卫星在轨维修,通过发送卫星的方式为已经在轨工作的卫星延长工作寿命。
未来这一类型的服务将有望帮助卫星公司节省大量资金,并减少卫星废弃之后带来的太空垃圾。
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原文标题:在3万公里高空抢救濒死卫星,美国欲再次验证高轨卫星的在轨维修和加油
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