卫星|我国太空加油卫星来了,没有受油装置也能加?给你一个爱的拥抱


卫星|我国太空加油卫星来了,没有受油装置也能加?给你一个爱的拥抱
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卫星在发射时 , 往往会一次性携带十几年的燃料 , 非常多 , 比如一颗重达5.5吨的卫星 , 燃料就足足占据其重量的一半以上 , 而这些燃料一旦耗尽 , 卫星也就宣布“死亡”了 。 但其实 , 很多时候卫星上的电子系统还是好好的 , 能正常工作 , 只是没有轨道维持能力了 , 会慢慢坠入大气层烧毁 , 简直是太可惜了 。
这么大的卫星仅仅因为没推进剂了就扔掉?太可惜
那么有没有办法 , 让卫星的寿命不受燃料的限制呢?目前来说 , 有三种办法 。 一是采用核动力 , 比如苏联就采用贝斯5型反应堆 , 打造了30多颗核动力卫星 。 但是由于核反应堆工作的稳定性问题 , 它们的寿命相比使用普通燃料的卫星并没有明显提升 , 有时候甚至更短 , 因此自从1988年最后一颗核动力卫星宇宙1932发射之后 , 人类已经30多年没有再点这颗科技树了 。
苏联核动力卫星
而第二种办法 , 则是使用电推小火箭 , 霍尔推进 , 即直接由电能通过工质转换为动力 , 但它一方面受工质存量的限制 , 另一方面电推小火箭推力实在太小 , 甚至连张纸都吹不动 , 需要漫长的点火和持续工作才能发挥一点作用 。
电推可能连张纸都吹不动
那么剩下的办法 , 就是给卫星进行太空加油 , 补充推进剂 , 让它继续在轨运行 。 在这方面 , 我国早在2018年珠海航展时 , 就展出了一个“轨道延寿飞行器”的1:3模型 。 而在今年的珠海航展上 , 上海航天八院又展出了一个“补加服务飞行器” 。
补加服务飞行器
无论是“轨道延寿飞行器” , 还是“补加服务飞行器” , 并不是一颗完整的卫星 , 而只是具备机动能力、带有“自动导航系统”的“太空油罐车” 。 当然 , 有的还有机械臂 。 它们可以携带上吨燃料 , 如果全部加给一颗卫星 , 可以为其续命26年 , 也就是相当于每50千克燃料 , 可以给卫星续命一年 , 这是一笔相当划算的买卖 。
我国太空加油卫星
不过 , 现在的太空加油卫星 , 主要针对的是地球静止轨道的“客户” , 因为那里的目标价值最高 , 将来也可以用于其他地球轨道上的卫星的加油服务 , 这不是技术问题 , 只是成本和选择的问题 。 另外 , 很多人都好奇 , 飞机空中加油 , 受油机必须要有一套受油设备 , 才能加油 , 那么卫星也是这样吗?没有受油能力的卫星 , 也能太空加油吗?
2018年展出的轨道延寿飞行器
其实 , 是可以的 , 因为卫星与飞机不同 , 它的燃料箱和发动机喷口很多情况下是直通的 , 加油卫星可以使用一根“探针” , 从喷口直接插入到燃料箱 , 然后注入燃料 。 看到这里 , 又有人要问了 , 如果卫星连燃料箱也没有呢 , 还能空中加油吗?
卫星加油对接
从卫星发动机喷口就可以加
不好意思 , 依然可以 , 碰到这种情况 , 加油卫星可以直接“抱住”目标卫星 , 进行合体 , 充当目标卫星的推进舱 , 然后一起飞 。 比如任务延寿卫星MEV-1 , 就在今年的2月25日 , “抱住”了2001年6月发射的国际通信卫星901号 , 然后调整轨道 , 合体继续工作 。
我国的加油卫星也有紧紧抱住的功能
不仅如此 , 这个“抱住”的时间也是可以定制的 , 比如国际通信卫星901号(IS-901)只购买了MEV-1任务延寿卫星5年的“拥抱服务” , 所以到2026年 , MEV-1就会甩开IS-901 , 又去拥抱另一颗目标卫星 , 真是一个不折不扣的“渣男” 。
任务延寿卫星MEV-1 , 渣男
未来 , 太空加油卫星还会附加上一些维修功能 , 通过机械臂来修理老卫星 , 比如更换电池、通信模块等部件 , 使“太空油罐车”变成带有4S店功能的太空加油站 , 而卫星这种航天器的玩法 , 也将发生新的改变 。