10月18日消息,據(jù)國外媒體報道,一般而言,在軌衛(wèi)星的設(shè)計運行壽命約為15年。當(dāng)燃料耗盡后,它們就變成了太空垃圾?,F(xiàn)在,很多企業(yè)把目光轉(zhuǎn)向了為衛(wèi)星提供燃料補給這一領(lǐng)域。通過開發(fā)新型航天器與目標衛(wèi)星對接,延長衛(wèi)星使用壽命,降低運行成本。據(jù)稱,這種新型設(shè)備最早將在2019年發(fā)射升空。
現(xiàn)在的太空中到處都是垃圾。當(dāng)環(huán)繞地球靜止軌道飛行的通信衛(wèi)星燃料耗盡后,它們往往會偏離軌道并永遠消失。但這種情況可能在明年有所改變。
Effective Space Solutions公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官阿里·哈爾斯班德(Arie Halsband)說:“通信衛(wèi)星的制造成本非常昂貴,平均約為3億美元。但它們的平均設(shè)計壽命是15年。在燃料被耗盡后,它們實際上也就無法保持原有的軌道位置,開始在太空中四處漂移,從而失去與地球的聯(lián)系。”
這家以色列人創(chuàng)立的公司目前總部設(shè)在英國,目前正在參與一場新的太空競賽:一場尋求為遍布地球軌道的衛(wèi)星添加燃料的競賽,從而延長衛(wèi)星壽命,使外太空成為一個更便宜、更節(jié)約的地方。
為已經(jīng)在軌道上運行的衛(wèi)星添加燃料的想法聽起來似乎是異想天開,但它正迅速成為太空商業(yè)化的一個新領(lǐng)域。許多公司正在開發(fā)為衛(wèi)星添加燃料的技術(shù),美國國家航空航天局和美國軍事研究機構(gòu)國防部高級研究計劃局DARPA也在資助一些項目。有消息稱相應(yīng)設(shè)備最早將在2019年發(fā)射升空。
但為什么致力于實現(xiàn)這個想法呢?這種技術(shù)的支持者認為,為衛(wèi)星添加燃料比向太空發(fā)射新衛(wèi)星更便宜,而且隨著時間的推移,需要發(fā)射的火箭越來越少,因此對太空環(huán)境更有利。所有為衛(wèi)星添加燃料的技術(shù)都有所差異,但方法大致相同?;鸺钶d燃料補給系統(tǒng)進入軌道,然后與目標衛(wèi)星相遇并自行對接。燃料補給系統(tǒng)開啟,并使衛(wèi)星保持在正確的軌道上,延長其使用壽命。
Effective Space Solutions公司將其燃料補給系統(tǒng)稱為太空無人機,哈爾斯班德將其比作用在衛(wèi)星上的噴氣背包。今年1月份,該公司宣布已與一家目前尚未具名的衛(wèi)星制造商簽署了一份價值1億美元的合同,生產(chǎn)兩套太空無人機燃料補給系統(tǒng),將于2020年發(fā)射升空。
這種所謂的太空無人機是一個重達400公斤、洗衣機大小的長方體,上面安裝了太陽能電池板和許多機械臂,機械臂可以與在軌飛行器進行連接。連接在一架繞軌道飛行的無人機上。Effective Space Solutions目前正在制造太空無人機,最近開始研制和測試了能抓住軌道衛(wèi)星的機械臂。
Effective Space Solutions航天器業(yè)務(wù)主管沙迪亞·巴里克(Shadia Barick)說,公司的前兩艘航天器很快金輝進入地球靜止軌道。巴里克說:“一旦太空無人機與運載火箭分離,它就會自動調(diào)整到離目前兩公里遠的地方,我們就會啟動機載傳感器?!边@些傳感器包括激光雷達、太陽跟蹤系統(tǒng)和照相機。“無人機上的傳感器讓我們能夠識別和定位我們想??康暮教炱?,”她補充說。
一旦太空無人機與衛(wèi)星連接起來,它將由地面對機載推進器進行遠程控制,從而引導(dǎo)衛(wèi)星保持在正確軌道上繼續(xù)運行。巴里克補充說:“太空中的衛(wèi)星在軌道上不斷受到地球、月球和太陽引力的干擾。推進器啟動的主要原因是對抗來自天體的干擾。”
Effective Space Solutions表示,它計劃在太空無人機移動到另一顆在軌衛(wèi)星之前,將目標衛(wèi)星的壽命延長大約5年。理論上,它可以與同一顆衛(wèi)星保持長達15年的連接。
在軌道上對衛(wèi)星進行燃料補給,從而延長它們的壽命,這聽起來像是一個補給的噩夢,但對在軌航天器進行維修以及航天器在太空中進行對接并不罕見。自從1990年哈勃太空望遠鏡發(fā)射以來,已經(jīng)有五次成功的修復(fù)任務(wù),宇航員在軌道上對這個巨大的望遠鏡進行修理。國際空間站(ISS)也定期進行航天器對接。宇航員通過俄羅斯聯(lián)盟號太空艙從地球前往國際空間站。同樣的過程也發(fā)生在將食物和其他補給送入國際空間站的補給任務(wù)上。
但是航天器與衛(wèi)星對接就沒有那么容易了。衛(wèi)星在設(shè)計過程中并沒有考慮重復(fù)使用、燃料補給或?qū)拥葢?yīng)用。“國際空間站的對接是預(yù)先設(shè)計好的,”哈爾斯班德說,“這比我們做的簡單多了?!盓ffective Space Solutions系統(tǒng)中的機械臂將連接到衛(wèi)星的“發(fā)射接口環(huán)”上,這是衛(wèi)星與發(fā)射火箭相連的一部分。
Effective Space Solutions并不是唯一一家開發(fā)衛(wèi)星燃料補給系統(tǒng)的公司。諾斯羅普·格魯曼公司計劃在2019年上半年成為第一家發(fā)射衛(wèi)星服務(wù)航天器的公司。任務(wù)擴展車The Mission Extension Vehicle會將自己連接到國際通信衛(wèi)星組織的一顆衛(wèi)星上。諾斯羅普·格魯曼公司的子公司SpaceLogistics LLC在其網(wǎng)站上指出:“我們的衛(wèi)星延長服務(wù)幾乎能夠與所有的地球同步衛(wèi)星兼容,對目標衛(wèi)星運行的干擾最小?!?/p>
另外,太空公司SSL也在為衛(wèi)星開發(fā)自己的壽命延長系統(tǒng)。它正在開展名為的的兩個項目,分別由美國國家航空航天局以及國防部高級研究計劃局旗下的RSGS資助。這兩個項目預(yù)計都將在2021年前發(fā)射升空。
SSL空間基礎(chǔ)設(shè)施和民用空間副總裁阿爾·塔羅斯(Al Tadros)表示:“本質(zhì)上說,我們正在制造一種非常靈活的衛(wèi)星服務(wù)航天器,可以在軌道上工作。很多人說,這些衛(wèi)星從來就不是為實現(xiàn)這種服務(wù)而設(shè)計的。我們可以這樣想,它們是由人類建造的,是人造工具驅(qū)動的?!?/p>
但塔羅斯的計劃遠不止是為衛(wèi)星進行燃料補給。他說,目前在軌道上運行的衛(wèi)星已經(jīng)運行了十多年,普遍已經(jīng)過時?!叭绻覀兡軌蚋倪M衛(wèi)星,并安裝有效載荷,對我們的客戶和整個衛(wèi)星行業(yè)來說都是一個巨大的好處?!彼硎荆拔磥?,我們將在太空制造衛(wèi)星。當(dāng)你在維修的時候,你實際上可以在太空制造處一個工具,可以用它來幫助服務(wù)衛(wèi)星?!?/p>
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