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解讀神七伴隨衛星試驗:將成主航天器支持工具

2008年09月28日 10:24 來源:中國新聞網 發表評論



    9月27日,在完成航天員出艙任務后,神舟七號飛船在太空釋放一顆伴飛小衛星(攝于北京航天飛行控制中心大屏幕)。記者 查春明 攝(來源:新華網)

  中新網9月28日電 北京時間9月27日晚19時24分,神舟七號飛船運行到第31圈時,飛船搭載的伴隨衛星被成功釋放。

  據悉,伴隨衛星被釋放后,以緩慢速度逐漸離開飛船,并在距飛船1公里范圍內對飛船進行攝像和照像,約40分鐘后,存儲圖片將通過測控網傳到北京飛行控制中心。航天員返回地面后,北京飛控中心通過對星上下傳數據進行分析運算,生成變軌參數后注入伴隨衛星,控制其逐步接近軌道艙,并最終實現圍繞軌道艙飛行。從衛星釋放到實現伴飛,預計將在10天內完成。

  據介紹,伴隨衛星是指伴隨在另一航天器附近作周期性相對運動的衛星。伴隨衛星大都具備一定軌道機動能力,它往往以空間站、航天飛機、載人飛船或大衛星等大型航天器作為任務中心或服務對象(簡稱主星),與主星按照一定的空間相對構型共同在軌飛行。

  伴隨飛行技術是國際上航天領域的一項重要應用技術,國外已有多個研究和發展計劃,如德國的Inspector計劃、AERCam微納衛星、美國的XSS飛行器、Livermore微小衛星等。1997年首先實現了Inspector衛星由奮進號航天飛船發射,并實現繞飛。現已有多顆類似的伴隨航天器發射上天。

  中國載人航天工程網今日對神舟七號伴隨衛星試驗進行了解讀:

  1、試驗任務

  在神舟七號飛船上中國首次開展了航天器平臺在軌釋放伴星,以及伴星的伴隨飛行試驗,任務目標是:

  (1)試驗和驗證伴星在軌釋放技術;

  (2)伴星釋放后對飛船進行照相和視頻觀測;

  (3)在返回艙返回后,由地面測控系統控制,擇機進行對軌道艙形成伴隨飛行軌道的試驗,為載人航天工程后續任務中拓展空間應用領域,奠定技術基礎。

  本試驗任務取得成功,標志著中國是世界上少數幾個掌握空間釋放和繞飛技術的國家。

  2、伴隨衛星試驗意義

  研制和試驗大型應用型航天器成本高、技術難度大。相比而言,微小衛星成本低、研制周期短,而且其技術集成度高,靈活性強,應用范圍廣;在軌二次釋放,不需要花費發射成本。所以發展微小衛星技術是一項經濟實惠、技術含量高、具有創新意義的航天高技術。掌握微小衛星研發和在軌釋放技術是體現航天大國能力的重要標志之一,是各航天大國競相發展的一個前沿熱點。

  伴隨衛星研制與釋放試驗的意義突出地表現在以下方面:

  (1)在未來載人航天中,伴隨衛星將成為主航天器的重要服務和支持工具。

  伴隨衛星作為空間站、空間實驗室、飛船等大型航天器工程的一部分,它伴隨主航天器飛行,具有處于相對主航天器距離近、實時跟隨的位置優勢,可以作為主航天器的安全輔助工具,對主航天器進行工作狀態監測、安全防衛,可以為航天員出艙活動及空間飛行器交會對接等提供直接的技術支持:

  A、利用伴星的相對近距離繞飛能力,可以對主航天器長期空間運行可能造成的外部結構老化、損傷等進行監測;對艙外機構、應用設備的工作情況和技術狀態進行監測,隨時診斷主航天器可能出現的任何外部故障,并準確定位,指導航天員對主航天器進行在軌維護;

  B、在航天器交會對接、宇航員出艙活動,實施艙外結構安裝、艙外人工修復等任務時,利用伴星可以提供艙外現場監視、航天員安全監視,空間環境突發事件監測;

  C、繞主航天器飛行的伴隨衛星,能夠提供對主航天器進行全方位、多角度的可重復、高清晰的觀測,獲取主航天器較完整、多角度圖像資料信息,從而使得主飛行器上的航天員或地面測控人員、工程決策層準確掌握主航天器的運行技術狀態;

  D、單顆或多顆組網的伴隨衛星可以對空間碎片、流星體,以及那些對主航天器構成威脅的人工或自然飛行體,進行長期觀測、跟蹤、預報、報警等,以保障主航天器安全。

  (2)、在軌釋放伴隨衛星技術是為了探索未來航天發射的新模式。

  由于伴隨衛星結構小、總量輕,任務配置比較靈活,容易實現在運行的主航天器上發射,節約發射成本,成為一種新的航天器發射模式,適應特殊任務需要。

  (3)、微小衛星可以組網運行,具有較強的機動、靈活性,在未來的航天對地觀測應用領域占有重大優勢,拓寬對地觀測應用的規模與能力。

  利用伴星和主星,或者釋放多顆伴星組網,可以實現多星協同工作,完成一顆衛星單獨無法實施的應用任務,提高主星應用效率,擴大應用領域,促進空間新技術的發展和應用。

  (4)、拓展空間科學與技術實驗能力

  某些新的空間科學與技術實驗,往往在一個平臺上無法完成,提出了需要多實驗平臺支持的要求,采用二次釋放伴隨衛星可為這類研究活動方便地搭建所需要的實驗條件。例如現代激光技術以及太赫茲技術應用等國際上目前備受關注的實驗項目,釋放伴隨衛星可以作為這些新技術演示驗證的合作目標,開展有效的空間試驗,取得準確的實驗結果。

  (5)、提升未來航天技術能力和應用衛星的使用效率

  當我們突破在軌二次釋放能力關鍵技術后,如果進一步突破在軌回收衛星的能力,那么將是航天技術發展的重大提升,未來我們可以對那些失效的或者壽命即將終止的應用型小衛星進行回收,把主航天器作為空間維修站對小衛星進行維修、補給,或者更換設備后再釋放,從而提高應用小衛星的使用效率。

編輯:朱鵬英】
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