• 2020-09-29 04:10:07
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  • 除了坠毁和收回 老旧航天器还有第三种归宿

    9月27日,我国在太原卫星发射中心,用长征四号乙运载火箭,以一箭双星方法成功发射环境减灾二号A、B卫星。

    有新的航天器被发射升空,就有老旧航天器"与世长辞"。不久前美国国家航空航天局(NASA)的一颗无法持续作业的老旧航天器回落地球,着陆规模坐落南太平洋上的塔希提岛和库克群岛中心的区域。据悉,这颗名为"轨道地球物理台"1号(OGO-1)的航天器于1964年9月发射,重达500公斤,用以扫描地球磁场控制的周围空间区域。1969年之后,该航天器就已无法再向地球发送数据,而是一向处于待机形式。盘绕地球在空间轨道工作了半个多世纪后,它的"太空之旅"才总算完毕。

    现在,世界上把握可重复运用航天器发射技能的国家还为数不多,大多数航天器在运用完毕后往往无法收回。那么,完结使命的航天器"命运"怎么?为此,记者采访了中国航天科工集团二院研讨员、世界宇航联空间运送委员会副主席杨宇光,请专家揭秘"老旧航天器"的命运。

    无法收回的老旧航天器 要么受控离轨要么任其坠毁

    1970年,我国第一颗人造卫星"东方红一号"发射升空,拉开了我国空间作业的前奏。半个世纪曩昔后,"东方红一号"虽停止作业,仍在轨道上绕地飞翔。

    杨宇光告知记者,由于受其时技能条件约束,"东方红一号"卫星没有设备太阳能电池板,而是"选用蓄电池供电,在其作业28天后,电池的电量耗尽,卫星就无法持续作业了"。

    记者了解到,现在首要有两种方法可对航天器进行收回,一种是使用航天飞机的机械手臂对其进行"抓捕"收回,例如1984年美国休斯公司制作的西联星六号卫星,在发射后由于上面级火箭提早关机未能入轨,9个月后被航天飞机抓回地上;其他一种收回航天器的方法,则需求在航天器上设置防热气动外型和反推制动设备,例如我国的回来式卫星,在完结使命后,有部分结构会带着观测效果回来地上。

    关于无法进行收回的航天器,各国一般有两种处理办法。

    假如是高轨道卫星,老卫星在轨道上完结使命后,需求"让位"于新卫星,因而,在其寿数完毕之前,需求将它举高。杨宇光解说说:"举高的进程便是其本身推动体系进行加快,将航天器的轨道举高到比地球同步轨道高约200公里的轨道上。"

    针对低轨道航天器,又分为受控离轨和不受控离轨两种处理方法。

    受控离轨回来地球的有飞船、到寿数期限的空间站和航天飞机等。例如此前我国自主研发的首艘货运飞船天舟一号,选用了多项通讯技能,让飞船能够完结与地上测控体系的信息交互。飞船在轨飞翔期间,科研人员经过专门研发的应答机天线网络,可传输地上对飞船控制的相关指令以及接纳飞船的飞翔状况信息,确保了在轨飞翔控制体系的有用工作。相关使命完结后,在地上测控通讯体系的准确控制和亲近监督下,天舟一号经过两次制动,使轨道高度不断下降,最终进入大气层焚毁。

    不受控离轨的首要是那些高度满足低、不能持续作业的卫星,杨宇光介绍说:"假如这些卫星的个头满足小且没有耐烧的部件,那么抵达寿数期限后,它们会自行缓慢掉落,最终也会在大气层焚烧殆尽。"

    杨宇光告知记者,为了防止更多航天器留在太空影响空间次序,许多国家都在研讨为航天器搭载离轨帆或其他能添加其气动阻力的设备,以完结卫星减速降轨。

    "太空中的老旧航天器逗留的时刻越长,跟其他航天器发生磕碰的几率就越大。为航天器加上离轨帆,就相当于在确保其质量不变的情况下增大其面积,这样它的工作阻力就会变大,在停止作业后就能敏捷开端掉落。然后完结航天器较快被迫离轨,助力铲除太空废物。"杨宇光说。

    一些航天器的掉落不可控 但落到人类居住区的概率极低

    当航天器回来地球时,其着陆时刻和落地规模是可控的吗?

    记者了解到,依据牛顿定律,假定地心引力是影响卫星绕轨工作的仅有动力,那么卫星就会一向以圆形或椭圆形轨道环绕地球工作。但这并不适用于处于较低轨道高度的航天器。由于受大气影响,航天器飞翔速度下降,轨道高度也进一步下降。要想足球论坛猜测掉落的时刻和地址,有必要要了解大气密度,但是航天器回来地球时,所到之处的实时大气密度值难以测算,所以科学家也很难猜测航天器掉落的时刻和地址。

    "若坠入大气层时没有被焚毁,航天器就存在掉落地球表面足球吧论坛的或许。有些航天器会选用先受控离轨、再无控陨落的方法完毕其使命,比如说落到南太平洋,那邻近是方圆几千公里的深海无人区,因而航天器掉落在那里不会对人类形成任何要挟。"杨宇光说,"关于不受控自行掉落的航天器,科学家会亲近重视其掉落轨道,当它快挨近地球的时分,一般离地上约200公里时,就能够对其掉落地址有一个大致的猜测。"

    杨宇光告知记者,在整个地球表面,海洋占总面积的71%,陆地只占约29%,而这29%的面积中,人类居住面积的占比也十分小,因而航天器掉落到人类居住区的概率是极低的。

    在历史上,有过几回航天器失控掉落地球的比如。据报道,1978年1月24日,苏联核动力卫星"世界954"号在工作轨道上失掉控制,掉落于加拿大西北部。这颗卫星装有很多放射性物质,尽管掉落时反应堆现已脱离,但该卫星落地后仍是对周边10万平方公里的区域形成了小剂量辐射污染。

    1979年7月11日,重约80吨的美国"天空试验室"空间站于再入进程(即航天器经过制动进入大气层,然后在地球表面着陆的进程)中控制失误,很多残骸洒落在澳大利亚西部荒漠之中,坠毁的航天器砸倒了几栋小屋,并砸死了一头牛。

    收回与否需考虑多重要素 各方正在测验给老航天器"续命"

    据杨宇光介绍,现在在地空之间交游比较频频的航天器当属货运飞船,首要包含美国的龙飞船、"天鹅座"飞船、俄罗斯"前进MS"系列飞船、欧洲ATV货运飞船、日本HTV货运飞船以及我国的天舟一号货运飞船等,现在只要龙飞船可完结收回,其他货运飞船将货品送到空间站后,都会带着一部分空间站的废物受控离轨回落到南太平洋。

    航天器的发射本钱巨大,那为什么咱们不给一切的航天器都增设收回设备呢?专家解说说,是否对航天器进行可收回规划,不单单是从本钱的视点动身。

    杨宇光说:"首先要考虑科研需求,那些需求把特定的‘货品’带回来的航天器就需求可收回规划。例如空间试验做育种项目,需求让育种成果搭乘航天器的‘顺风车’回来地球,使用咱们的回来式卫星就能够完结这项运送使命。"

    另一方面,并不是一切航天器都合适设备相似回来式卫星的收回设备。气动外型和防热层可确保航天器在收回的进程中不被高速之下与大气冲突发生的气动热损坏,但防热资料所占空间体积较大,分量也不容小觑。因而现在仅限于专门的航天器如载人飞船等才干设备。

    杨宇光进一步解说说,体型较小的航天器若再添加气动外型和防热层,会占用航天器本身的体积和分量,关于发射及在轨工作都会形成影响。考虑到技能和本钱要素,就没有必要为其加装收回设备。

    谈到现在足球吧正在太空工作的航天器未来的"命运",杨宇光说,航天器变轨需求耗费推动剂,关于一些零部件都还无缺,仅仅推动剂用光的航天器,科学家能够采纳必定办法延伸它的寿数。例如,我国2017年发射的天舟一号货运飞船,就成功完结了对天宫二号空间试验室的推动剂补加,这能够坚持空间试验室持续在轨,然后延伸试验室的寿数。

    现在,人类开端更多地测验在轨道上延伸航天器的寿数。就在本年4月17日,诺斯罗普·格鲁曼公司的MEV-1卫星与世界通讯卫星安排的Intelsat-901的发动机喷口成功对接,开端为燃料根本耗尽的Intelsat-901供给新的燃料,这也是人类第一次依托新卫星完结了给老卫星"续命"的使命。

    本年8月,诺斯罗普·格鲁曼公司再次发射MEV-2卫星进入太空,意图是捉住一颗现已在太空中逗留了16年的老化卫星,经过给它设备一套新的发动机和燃料,延伸这个老卫星在轨道上的寿数。

    相关专家以为,协助航天器延伸运用寿数,未来将成为科技公司新的事务增加范畴,这或许有助于将人类深空勘探活动提升到一个全新的技能水平。

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