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葡京4473.,3.6万公里高速逼近!几十亿卫星可瞬间变废品,决胜天疆的撒手锏

葡京4473.,3.6万公里高速逼近!几十亿卫星可瞬间变废品,决胜天疆的撒手锏

葡京4473.,人类的航天需求从没有像现在这样旺盛,长久以来部署在地球轨道的航天器总规模一直都维持在2000个左右,然而即将到来的21世纪第三个十年将彻底改写历史,各国计划部署卫星总规模高达数万颗。旺盛的需求、进入空间能力增强、航天器小型化技术进步是在轨航天器总规模呈几何级倍增的主要原因。

接下来的十年将有数万颗卫星入轨

技术的发展往往是双刃剑,要知道与2000个航天器共同存在的还有超过10万数量级的太空碎片,如果未来这一规模陡增数十倍将会是什么后果?首先是发生太空撞击概率大大提高,进一步压缩运载火箭发射时间窗口,增加轨道设计难度,失效航天器对人类安全的影响也将急剧放大。

为应对挑战,各主要航天机构早在多年前就开始研究太空垃圾清除技术,其中在轨捕获就是主要手段之一。

规模庞大的太空碎片

近些年我国航天发射次数常年高居全球前列,仅明年一年就计划首飞10款新型运载火箭,还有众多卫星星座计划部署,如何保护太空资产的安全与稳定运行就成了头号课题。值得骄傲的是在太空垃圾清除领域我们虽然起步晚,但却做到了后来居上。

早在3年前新一代无毒无污染运载火箭长征7号首飞任务中就搭载发射了一个名为“遨龙一号”的空间碎片主动清理飞行器,并在国际上首次验证了在轨捕获非合作太空碎片,成为在这一领域第一个取得实质性进展的国家。

空间碎片主动清理飞行器

想要清除太空碎片首先要攻克的就是空间交会对接技术,目前全球独立掌握这一技术的国家只有三个,我国掌握太空交会对接技术的努力最早可以追溯至11年前的神舟七号任务。

当时神舟载人飞船释放了一颗名为“伴星一号”的伴随航天器,并使之环绕神舟飞船运行,验证了航天器近距离迫近交会与测控技术,此后我们又在天宫一号、二号任务中陆续与神舟八号、九号、十号、十一号、天舟一号对接,彻底掌握了空间交会对接技术。

神舟载人飞船空间交会对接

值得称道的是我们没有采用联盟飞船落后的杆锥式对接技术,而是选择难度更高的异体同构周边式对接方案。

遨龙一号相比神舟飞船与天宫实验室之间的交会对接更难,因为后者是合作目标,双方有主动的数据交换,而遨龙一号在轨捕获非合作目标则完全相反。这就对对接机构提出了更高要求,为此航天科技集团一院18所攻关研制了用于空间环境的六自由度高精度机械臂。

六自由度高精度机械臂

空间交会对接是有着鲜明军民两用特征的技术,在空间工程领域它是载人航天工程必不可少的核心装置,军用领域它又是战略防御的核心技术。比如,针对卫星以及弹道导弹的动能拦截技术,事实上与空间交会对接都系出同门。

遨龙一号的“捕获非合作目标”也让人产生了丰富联想,既然连太空碎片都能捕获,那么捕获非合作军用航天器自然也不在话下。

在轨捕获

比如,他国遥感侦察卫星、军用通信卫星、红外战略预警卫星等等,其中不乏动辄数十亿造价的战略卫星。遨龙一号一旦捕获这些高价值航天器就有很多修理方案,可以引导其进入墓地轨道,也可以对其软硬兼施进行破坏,使之瞬间成为一堆废品。

最有价值的卫星往往部署在高度更高的地球同步轨道,3年前我们使用长征五号大推力运载火箭在地球同步轨道部署了实践-17号卫星,这是一颗搭载有数十种科学载荷的技术试验卫星,其中一项使命就是监测太空碎片。但要知道相较于近地轨道,3.6万公里的地球同步轨道并没有多少太空碎片,显然这是醉翁之意不在酒。

长征五号遥一火箭发射实践十七号

实践-17号进入预定轨道后没多久就实施了多次机动变轨,与地球同步轨道上的多颗卫星近距离迫近。此举既可以验证高轨道空间交会技术,也可以对他国卫星实施抵近侦察,获取第一手信息。

地球同步轨道卫星不论是发射成本亦或者研制成本都是天文数字,为什么实践-17敢于大量消耗燃料实施变轨?

电推发动机

普通卫星如果这样操作很快就会将使用寿命消耗殆尽,这是因为实践-17号配备了两台电推发动机,分别是hep-100mf磁聚焦型霍尔电推与lht-100自励磁霍尔电推,电推发动机比冲高消耗燃料少。与此同时实践-17也携带有大量常规燃料,执行变轨监视任务时消耗常规燃料,在地球同步轨道上保位运行时依靠两台电推发动机运行个十年八年都不成问题。

近距离侦察显然不能满足我们的胃口,那么能不能将遨龙一号的高精度机械臂移植过去?无独有偶,航天科技集团第五研究院早在4年前就开始攻关用于高轨道部署的空间机械臂,目前该机械臂已经发射入轨。

天宫空间站大型对接环

从神舟7号载人飞船释放伴星一号飞行器算起,我国空间交会对接技术仅用11年时间就走完了他国近半个世纪的发展历程。

从最初的近地轨道迫近,再到载人航天工程的系列对接任务,尔后又突破了在轨捕获非合作目标,以及高轨道抵近监视,系列技术的突破为我们在未来空天战场获取主动权打下了坚实基础,是决胜天疆的撒手锏。

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