太空垃圾太多!在轨航天器深受危害

文章作者:管理一号 | 2019-10-08
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近来,随长征四号乙运载火箭入轨不到一周的金牛座纳星,顺利展开离轨帆开端被动离轨实验,搭载的相机成功对离轨帆展开过程拍摄成像下传

入轨不到一周,就要离别太空?说起来你可能不信,这颗卫星的事情要从垃圾收回讲起。

太空垃圾太多,危害在轨航天器

上海市,实施废物分类现已将近3个月了。诞生于中国航天科技集团八院805所部属上海埃依斯航天科技有限公司的金牛座纳星,常能听见外面的阿姨们发出魂灵拷问:“你是什么废物?”

地面上垃圾处理都不容易,太空垃圾清理起来就更麻烦了。金牛座纳星觉悟很高:“维护太空环境,要从自己做起。”

从苏联发射人类第一颗人造卫星至今,全世界一共执行了4000屡次航天发射任务,发射了8000多个航天器,目前在轨运转的大约1500多个。那些现已失效的航天器,以及火箭末子级、火工品操作性碎片、航天器碎片等,大部分在1000公里以下高度的近地轨道上游荡,一旦发作“剐蹭”,又将制作更多太空废物。现在地球邻近被记录在案的废弃航天器以及空间碎片,现已超过5万个。

可别小看太空废物的危害。它们飞行速度极快,撞上航天器会形成巨大损坏。一块10克重的空间碎片碰击卫星,足以将其打穿甚至直接击毁,然后产生更多碎片。电影《地心引力》中,就描绘了这种连锁反应带来的灾难。

实际中,太空废物现已给在轨航天器造成了要挟。最典型的案例是2009年,美国“铱星33”在西伯利亚上空近800公里高度,撞到了现已报废的苏联“世界-2251”卫星。这次撞击不只直接导致铱星33“身亡”,而且产生了很多碎片,散落在从几百公里到一千多公里高度的太空中,给后续太空方案带来了很大影响。

打开离轨帆收回自我,不给别人添麻烦

要避免太空废物在恶性循环中快速“繁衍”,首先要操控其发生的源头。如何不让失效卫星成为太空废物,尤其是使数量最多的低轨卫星完成使命后重返大气层毁掉,不污染近地轨迹资源,成为航天界研讨的要点。

典型的航天器离轨方式分为自动和被迫两种。自动离轨是指航天器在寿命晚期,使用本身带着的动力装置进行轨迹机动,下降飞行速度并离开运行轨迹,逐步坠入大气层。2019年7月19日,天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层烧蚀分化,少量残骸落入南太平洋预订安全海域,便是自动离轨的成功事例。

被动离轨是让航天器凭借薄膜帆装置、电动力系绳、充气球等外部作用力降低飞行轨道。805所设计师表示,在各类技能中,薄膜离轨帆技能难度低、产品成本低、成熟度高,适用于不同轨道和规格的各类航天器,最有希望产业化应用。

金牛座纳星搭载了根据薄膜组织技能的离轨帆载荷,旨在验证薄膜离轨帆高效收拢和在轨打开技能,并实测离轨作用。该离轨帆装置打开面积为2.25平方米,收拢时仅有高尔夫球巨细,布置在星箭别离组织的内部空地部位。设计师介绍,该装置采用先进的微米级薄膜折叠收拢技能,展收比达到国际一流水平,可加装至各类成熟的小卫星平台而不占用卫星自身包络。卫星寿命完毕后,只需启动帆面解锁指令使其打开,薄膜帆会增大卫星顶风面积,利用轨道上稀薄大气构成的气动阻力,让卫星渐渐减速,逐渐脱离轨道。

以轨道高度750公里,重15公斤的小卫星为例,如果不采取离轨措施,它寿命结束后还能在轨运行近百年。而采用2.25平方米的薄膜离轨帆装置,卫星离轨时间将缩短至原来的十分之一以内。对于不同轨道高度、不同质量的卫星,设计团队正在开发标准型系列化离轨帆产品,以满足各种离轨需求。

据金牛座纳星下传图片显示,薄膜离轨帆装置在轨展开正常,遥测数据显示卫星状态良好,姿态稳定。地面人员将持续跟踪卫星轨道,实测薄膜帆离轨效果。大家不必为它匆匆告别而遗憾,这颗星风风火火登场,就是为了潇潇洒洒谢幕。这,正是它的使命。

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