能让东方红一号起死回生?我国发展太空加油卫星,配备灵巧机械臂
"东方红一号"卫星进入太空51年,虽然早就停止了工作,但它依然在倾角约68度、近地点429公里、远地点2036公里的轨道上围绕地球运转,已经成为我国航天事业一个标志性的"丰碑"。而随着我国航天技术的发展,很多人都在问:能否将"东方红一号"带回来,或者让它在太空中起死回生,继续播放令敌人心惊胆颤的《东方红》乐曲?
可以让东方红一号卫星起死回生?
从技术角度来说,有观点认为可以用中国空间站靠近它,然后出动机械臂捕获卫星,但这样做的成本太昂贵,堪称"一公里消耗一个空间站",毕竟空间站的变轨是要消耗大量的燃料和寿命的,得不偿失,而且可能会像俄罗斯"科学"号那样惊心动魄。其实,我们还有一个简单的办法,那就是出动"太空加油卫星"。
用空间站去捕获也太不划算了
这个"太空加油卫星"并非幻想,早在2018年珠海航展时,就展出了它1:3的模型,正式名称叫做"轨道延寿飞行器"。而在今年即将举行的珠海航展上,上海航天八院也会展出一个"补加服务飞行器",能让老卫星高唱夕阳红。
2018年展出的轨道延寿飞行器
那么这个"轨道延寿飞行器",或者叫"补加服务飞行器"到底是怎么工作的呢?说起来其实也简单,就是找到需要服务的卫星,对接上去,能加注燃料的加注燃料,不能加注燃料的,像"东方红一号"卫星,就和它连接在一起,合二为一,充当它的发动机,调整轨道,然后一直飞,一直飞。
补加服务飞行器
补加服务飞行器
当然,说起来简单,做起来难,里面涉及的技术是非常复杂的,比如怎么加油,怎么合二为一?需要通过人工智能图像识别技术,找到老卫星的发动机喷口,然后将一根固定杆伸进去,扩张起来,撑住发动机燃烧室。至于可以加油的卫星,更要找到它的受油口,进行太空加注燃料的服务。对于没有发动机的"东方红一号"来说,则要想其他办法紧紧抱住它,这里面涉及到的目标交会对接技术,比载人飞船和空间站的对接还要精细。
这个对接比载人飞船还要精细
其次,"轨道延寿飞行器",或者叫"补加服务飞行器"的变轨和控制能力要非常强,因为一些老卫星早已偏离了轨道,甚至三轴乱转,在对接前,必须要跟目标卫星的姿态同步起来。当年美国航天飞机曾派出3名航天员,徒手去抓一颗尚未完全失控的卫星,都搞了好几个小时,现在完全依靠人工智能技术,让飞行器自住同步对接,难度更大。
航天员徒手抓卫星
另外,在2018年珠海航展上展示的"轨道延寿飞行器",还有一个太空机械臂,就像"遨龙一号"非合作目标清理卫星一样,它也可以用来修理老卫星,比较更换电池、通信模块等部件,进行固件更新。这是跟非合作目标交会对接一样关键的技术,因为很多卫星燃料耗尽的同时,一些电子元器件也差不多到寿命了,如果不能更换,只是加注燃料或者同步飞行,并没有太大的意义。
遨龙一号卫星
不过,对于"轨道延寿飞行器",或者叫"补加服务飞行器"本身来说,由于不需要太多精密的电子元器件和光学设备,价格可以做得比较便宜。本质上,它就是一个能上天的燃料箱和连接器,如果再加上现在的火箭回收重复使用技术,成本还是能控制得比较低的,具备广阔的商业用途。
实际上,就在今年2月25日,人类就第一次依靠新卫星实现了老卫星续命的任务。当时,任务延寿卫星MEV-1,与一颗2001年6月发射,在太空中运行了近20年的国际通信卫星901号(IS-901)合体,然后调整轨道,预计两者将紧紧锁在一起5年之久,直到IS-901电子元器件的寿命也到了,MEV-1才会松开,然后再去找下一颗卫星。
任务延寿卫星MEV-1
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