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复用时代已经到来

2019-10-14 15:21      点击:

如果不是俄罗斯质子号火箭的电气系统存在问题,人类历史上首艘商用太空加油船mev-1已经在9月30日发射升空。mev-1是美国诺格公司研制的首艘太空加油系统,最早于2011年开始研发,经过多次变迁,终于在2019年得以发射。

mev-1太空加油站 太空拖船

目前在地球同步轨道上分布着数百颗大型通信卫星,这些卫星都造价不菲,但由于功能和推进系统不同,寿命也有巨大的差别,甚至有一些通信卫星由于发射阶段的失误,不得不消耗自身的推进剂才能进入正确的轨道,也会降低卫星的寿命,造成同步轨道通信卫星的性价比居高不下。但实际上很多卫星在燃料耗尽时,星载设备都还完好无损,如果能有一种太空加油技术,就可以延长通信卫星的寿命,mev-1就是这样一种装置。

由于mev-1上装满了燃料,而其自身的动力系统是完全的“电推进”,因此必须让火箭直接送入同步轨道,而不能从转移轨道上慢慢往上爬,因为依靠电推那微弱的推力,要爬到同步轨道没有年半载的肯定不行。因此美国人选择了全世界独一份的俄罗斯航天,质子号火箭可以一步到位将mev-1送入同步轨道。随后mev-1将接近退役的国际通信卫星901,与其对接并提供额外5年的燃料供应。

mev-1拖船对接在901卫星上

mev-1实际上是一艘太空拖船,抵达目标卫星后通过卫星的适配器支架与卫星建立刚性连接。他本身并不具备给卫星加油能力,但自带一套推进系统,与卫星连接后代替卫星原来的动力系统为卫星提供姿态控制与轨位控制,由于该拖船一次只能服务一颗目标卫星,因此又被乘坐卫星的“太空副油箱”。

实际上像mev这种太空拖船的使用面并不是很广阔,大型通信卫星一般携带有13至18年的燃料,一般够用。只有那种因为某种原因燃料消耗过大或者自身动力系统失效的卫星才能用得上,比如我国的中星9a由于发射时火箭问题,导致消耗了卫星大半的推进剂才进入目标轨位,而使用寿命也仅剩下几年,这种情况下对接一艘太空拖船进行延寿就非常有必要。

升级版mrv一次可为12颗卫星加油

美国空军仿佛对mev项目比较有兴趣,因为就在一周前,空军刚刚征用了一颗退役的民用卫星进行服务,当然不排除试验军版的太空拖船。在mev的基础上,诺格公司又推出了下一代的mrv系统,进一步将“太空副油箱”升级为“太空加油站”,每个mrv上携带有10到12个子模块,每个子模块都有独立的电力和推进系统,可以单独为一颗卫星提供5年寿命的推进服务。到那时,卫星延寿和复用时代才会大规模到来。

如无意外,mev-1太空拖船将在1周内恢复发射。尽管有媒体称质子号火箭的电气故障是由mev-1的错误安装造成的,但很快遭到了发射场的否认,并称只是整流罩内的微小电气问题,并将很快恢复。不出意外的话,在未来的一个月,我们就会听到首艘商业太空拖船mev-1与901卫星成功绑定的消息。