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卫星用15年后必须报废?有人想灌注燃料延长寿命
作者:网易科技报道 发布时间:2018-10-18 浏览次数:40 

卫星用15年后必须报废?有人想灌注燃料延长寿命

网易科技讯 10月18日消息,据国外媒体报道,一般而言,在轨卫星的设计运行寿命约为15年。当燃料耗尽后,它们就变成了太空垃圾。现在,很多企业把目光转向了为卫星提供燃料补给这一领域。通过开发新型航天器与目标卫星对接,延长卫星使用寿命,降低运行成本。据称,这种新型设备最早将在2019年发射升空。

现在的太空中到处都是垃圾。当环绕地球静止轨道飞行的通信卫星燃料耗尽后,它们往往会偏离轨道并永远消失。但这种情况可能在明年有所改变。

Effective Space Solutions公司创始人兼首席执行官阿里·哈尔斯班德(Arie Halsband)说:“通信卫星的制造成本非常昂贵,平均约为3亿美元。但它们的平均设计寿命是15年。在燃料被耗尽后,它们实际上也就无法保持原有的轨道位置,开始在太空中四处漂移,从而失去与地球的联系。”

这家以色列人创立的公司目前总部设在英国,目前正在参与一场新的太空竞赛:一场寻求为遍布地球轨道的卫星添加燃料的竞赛,从而延长卫星寿命,使外太空成为一个更便宜、更节约的地方。

为已经在轨道上运行的卫星添加燃料的想法听起来似乎是异想天开,但它正迅速成为太空商业化的一个新领域。许多公司正在开发为卫星添加燃料的技术,美国国家航空航天局和美国军事研究机构国防部高级研究计划局DARPA也在资助一些项目。有消息称相应设备最早将在2019年发射升空。

但为什么致力于实现这个想法呢?这种技术的支持者认为,为卫星添加燃料比向太空发射新卫星更便宜,而且随着时间的推移,需要发射的火箭越来越少,因此对太空环境更有利。所有为卫星添加燃料的技术都有所差异,但方法大致相同。火箭搭载燃料补给系统进入轨道,然后与目标卫星相遇并自行对接。燃料补给系统开启,并使卫星保持在正确的轨道上,延长其使用寿命。

Effective Space Solutions公司将其燃料补给系统称为太空无人机,哈尔斯班德将其比作用在卫星上的喷气背包。今年1月份,该公司宣布已与一家目前尚未具名的卫星制造商签署了一份价值1亿美元的合同,生产两套太空无人机燃料补给系统,将于2020年发射升空。

这种所谓的太空无人机是一个重达400公斤、洗衣机大小的长方体,上面安装了太阳能电池板和许多机械臂,机械臂可以与在轨飞行器进行连接。连接在一架绕轨道飞行的无人机上。Effective Space Solutions目前正在制造太空无人机,最近开始研制和测试了能抓住轨道卫星的机械臂。

卫星用15年后必须报废?有人想灌注燃料延长寿命

Effective Space Solutions航天器业务主管沙迪亚·巴里克(Shadia Barick)说,公司的前两艘航天器很快金辉进入地球静止轨道。巴里克说:“一旦太空无人机与运载火箭分离,它就会自动调整到离目前两公里远的地方,我们就会启动机载传感器。”这些传感器包括激光雷达、太阳跟踪系统和照相机。“无人机上的传感器让我们能够识别和定位我们想停靠的航天器,”她补充说。

一旦太空无人机与卫星连接起来,它将由地面对机载推进器进行远程控制,从而引导卫星保持在正确轨道上继续运行。巴里克补充说:“太空中的卫星在轨道上不断受到地球、月球和太阳引力的干扰。推进器启动的主要原因是对抗来自天体的干扰。”

Effective Space Solutions表示,它计划在太空无人机移动到另一颗在轨卫星之前,将目标卫星的寿命延长大约5年。理论上,它可以与同一颗卫星保持长达15年的连接。

在轨道上对卫星进行燃料补给,从而延长它们的寿命,这听起来像是一个补给的噩梦,但对在轨航天器进行维修以及航天器在太空中进行对接并不罕见。自从1990年哈勃太空望远镜发射以来,已经有五次成功的修复任务,宇航员在轨道上对这个巨大的望远镜进行修理。国际空间站(ISS)也定期进行航天器对接。宇航员通过俄罗斯联盟号太空舱从地球前往国际空间站。同样的过程也发生在将食物和其他补给送入国际空间站的补给任务上。

但是航天器与卫星对接就没有那么容易了。卫星在设计过程中并没有考虑重复使用、燃料补给或对接等应用。“国际空间站的对接是预先设计好的,” 哈尔斯班德说,“这比我们做的简单多了。” Effective Space Solutions系统中的机械臂将连接到卫星的“发射接口环”上,这是卫星与发射火箭相连的一部分。

Effective Space Solutions并不是唯一一家开发卫星燃料补给系统的公司。诺斯罗普·格鲁曼公司计划在2019年上半年成为第一家发射卫星服务航天器的公司。任务扩展车The Mission Extension Vehicle会将自己连接到国际通信卫星组织的一颗卫星上。诺斯罗普·格鲁曼公司的子公司SpaceLogistics LLC在其网站上指出:“我们的卫星延长服务几乎能够与所有的地球同步卫星兼容,对目标卫星运行的干扰最小。”

另外,太空公司SSL也在为卫星开发自己的寿命延长系统。它正在开展名为的的两个项目,分别由美国国家航空航天局以及国防部高级研究计划局旗下的RSGS资助。这两个项目预计都将在2021年前发射升空。

SSL空间基础设施和民用空间副总裁阿尔·塔罗斯(Al Tadros)表示:“本质上说,我们正在制造一种非常灵活的卫星服务航天器,可以在轨道上工作。很多人说,这些卫星从来就不是为实现这种服务而设计的。我们可以这样想,它们是由人类建造的,是人造工具驱动的。”

但塔罗斯的计划远不止是为卫星进行燃料补给。他说,目前在轨道上运行的卫星已经运行了十多年,普遍已经过时。 “如果我们能够改进卫星,并安装有效载荷,对我们的客户和整个卫星行业来说都是一个巨大的好处。” 他表示,“未来,我们将在太空制造卫星。当你在维修的时候,你实际上可以在太空制造处一个工具,可以用它来帮助服务卫星。”

 
 
 

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