当前在线人数13552
首页 - 分类讨论区 - 学术学科 - 航空航天版 - 同主题阅读文章

此篇文章共收到打赏
0

  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
您目前伪币余额:0
未名交友
[更多]
[更多]
zz 伴飞卫星:神七的随身护驾
[版面:航空航天][首篇作者:splider] , 2008年09月22日23:51:16 ,302次阅读,1次回复
来APP回复,赚取更多伪币 关注本站公众号:
[分页:1 ]
splider
进入未名形象秀
我的博客
[回复] [回信给作者] [本篇全文] [本讨论区] [修改] [删除] [转寄] [转贴] [收藏] [举报] [ 1 ]

发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: zz 伴飞卫星:神七的随身护驾
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Sep 22 23:51:16 2008)

http://news.ifeng.com/mil/data/200809/0923_1574_798634.shtml

伴飞卫星这个“小个头”其实就是一种专门的航天器,其环绕空间站或其他空间飞行器
运动。由于它的相对运动总是伴随空间站或其他空间飞行器,故被称为伴飞卫星。同时
,根据绕飞目标的不同,伴飞卫星可以细化为不同的名字,如空间站伴飞卫星。

虽然是卫星家族里的“小个子”,但伴飞卫星作用可不小,在通信、对地观测、天文观
测、技术试验、科学试验领域都有其用武之地。从目前来看,伴飞卫星的主要作用是通
过它实现对主航天器的观测和照料,并辅助其完成任务。从世界范围来看,空间站伴飞
卫星的研究成为各国关注的焦点。

功用:长出一双“慧”眼

利用伴飞卫星实现对大型空间航天器的近距离观测,这是世界各国发展伴飞卫星时的最
初构想。如美国曾经就有过在航天器上搭载、释放一些小卫星的事情。1984年8月,美
国第三架航天飞机发现者号在轨道上成功地发射3颗卫星。1985年10月,第四架航天飞
机亚特兰蒂斯号部署两颗卫星后安全返回地面。虽然这些试验尚未形成绕飞,但它重点
检验了在轨释放技术。之所以做这些探索,很大程度是因为“小个头”具有大能耐。

在伴飞过程中会出现一个很有意思的现象:伴飞的小卫星,往往沿着近似同心圆的轨道
对大卫星“紧追不舍”,忽前忽后,忽高忽低,严密“监视”大卫星的一举一动。在“
追”的过程中,小卫星已经将大卫星在各个不同时间的工作状态“记录在案”。

其中的奥秘在于“小个头”具有一双“慧眼”:可以观察航天器的外观形貌,判断结构
是否正常,能够“发现”空间碎片。同时它善于“观察”,可以实现对空间站周围的信
息、环境和介质的收集、探测和测量,并使得这种信息的收集、测量和诊断不受区域的
限制,能长期重复地进行。

因此,通过对空间站的长期观察和照料,“小个头”可以保障绕飞航天器的安全运行,
在空间站运行出现异常时,地面可以利用“小个头”得到的信息,以便及时地采取措施



“生”出一双机械手

伴随着空间站的发展,航天员在空间站上的居住时间越来越长,和平号空间站目前已经
达到了永久载人的能力。但据报道,排除故障、用于站上维修和保养,占用了该空间站
航天员约80%%的时间。而如果在伴飞卫星上安装机械手,就能实现对空间站的直接维修
,比如:在空间站伴飞卫星上安装扫描、定向摄像系统及其他检测设备,以提供有益的
维修信息,当空间站或其他航天器出现故障时,与航天员、空间机械手构成有力的维修
系统,缩短故障排除和维修的时间;让航天员在不出舱情况下完成故障的排除和维修。

背景:尚没真正应用空间站伴飞卫星

正是基于伴飞卫星这么多的优点,从世界范围来看,各国都在伴飞卫星的探索上不遗余
力。

特别是30年来空间站技术发展迅速,前苏联、美国礼炮系列空间站、天空实验室空间站
、和平号空间站的相继发射。发射的一个直观结果是空间站系统越来越庞大,越来越复
杂,围绕空间站的航天活动也越来越频繁,应用面也越来越广阔。

在这种背景下,针对空间站发展的这些特点,从保障空间站的安全、保证各种航天活动
顺利进行的角度考虑,发射空间站伴飞卫星显得迫在眉睫。

虽然迄今为止还没有一颗空间站伴飞卫星真正应用,但世界各国已经在积极探索和试验
。比较典型的、具有空间站伴飞卫星功能的研究和发展计划有:以德国为首的
Inspector计划、美国的XSS飞行器、Livermore微小卫星、AERCam微小卫星、法国CNES
天文观测任务、德国的TerraSAR-X雷达卫星计划、SSFTS遥控机器人装置及徘徊者遥控
机器人飞行试验计划等。这当中尤以Inspector计划最为著名。与此同时,西欧、日本
等国家也正在加紧空间站技术的研究。


现状:空间站已有航天器伴飞

虽然目前还没有伴飞卫星发射应用,但是已有航天器作伴飞运动的尝试。美国、俄罗斯
等国家的一些航天飞机、飞船在与空间站交会对接过程中,要先绕空间站转一圈,观测
空间站的飞行状态等情况,然后进行对接。在执行完任务撤离空间站时,再绕空间站飞
行一段时间后离开。

2000年6月28日,俄罗斯把3颗微小卫星发射入太空,卫星上的微推进系统使卫星完成与
其他卫星的空间汇合并在近距离对其进行拍照,实现空间近距离观测。

随着航天技术的不断发展,卫星和载人航天器之间的编队飞行、交会对接和互相拦截等
将会越来越多,这些都要涉及到伴飞运动和伴飞轨道。

美国就曾在航天飞机上通过航天员发射释放了仅重5kg的纳米卫星。释放后的纳星由自
带电池供电,冷氙气推进,可由航天员在舱内遥控操纵卫星调整姿态和喷气变轨,或在
航天员监视下自主飞行。释放后的微小卫星可以对航天员和航天飞机进行几个小时的近
距离视频和照相观测。该项目主要用于验证微小伴星对主航天器的表面检测、自主对接
和在轨回收等技术,回收充电后的微小伴星可以多次使用。


距离是关键

与大卫星相比,小卫星的成本往往只有大卫星的几十分之一。大、小卫星一般由多星运
载火箭一并带入太空;小卫星搭着大卫星的“顺风车”,在合适的时候被由航天员通过
机械操作或者通过地面系统操作后放飞。

而这个飞出去的初速度很重要,速度太快了,就会离绕飞目标太远,失去了绕飞的目标
。而如果离得太近,可能会出现两个航天器相撞的情况。当然,要真正接近很难。2006
年,美国一个小飞行器从几百公里接近绕飞目标后,在几公里的地方燃料耗尽,最终未
能相撞。而在载人环境下,为了保证航天员安全,需要保证一定的安全距离。上世纪90
年代末,在空间站航天器所作的伴飞运动里,两个目标的距离已经实现了只有几百米,
从而实现了对航天员或者航天器的近距离观测。

未来:编队是方向

曾有人描绘这样一幅图像:如果有数个“小个头”,不管它们执行的是同一任务还是不
同任务,将它们有机地组装在一颗母星上,由运载火箭一次发射升空。这些“小个头”
能在空中像魔方般灵活组合:单飞、组网、编队、伴飞、故障诊断、运输服务,或者,
索性像一大颗综合卫星般工作。

比如要实现通信,或者将来相互之间的联合,要进行组网或者编队,都需要两个以上的
航天器,而如果距离比较远,就需要小卫星进行配合试验。未来,两个航天器之间的交
互对接一般是这种情况,即一个航天器在轨道,另一个在同轨道比较远的地方,或者需
要从地面发射上去。而要实现这种近距离的对接,伴飞卫星将是一种重要的试验手段。

分析人士认为,由两颗以上的航天器采用协同工作或相互作用的方式,开展伴飞飞行,
对空间目标进行近距离观测、监视、空间通信、新技术试验和深空探测等已成为国际航
天技术发展的热点和趋势之一。我国在“神七”飞行任务中进行的小伴星伴飞试验,将
是对我国大型航天器、规划建立的空间站进行近距离观测的有效准备。


■背景新闻

随着“神七”发射日期的临近,神舟七号载人飞船搭载的一个半米见方的立方体引起了
大家的关注。这颗“神七”任务中将在轨释放的微卫星,体重只有40公斤。此前,媒体
已经给这颗尚未命名的微卫星起了个通称:伴飞卫星。

正如根据体重,能够详细区分人的胖瘦程度。根据“体重”大小,卫星“国度”的成员
也有了不同的类:重量小于等于1000公斤的卫星被归入小卫星家族,不到100公斤的称
为微卫星,而纳米卫星仅重10公斤,未来甚至还可能出现1公斤重的皮卫星。

■相关链接

最早的伴飞卫星

最早的伴飞卫星观测试验出现在1997年,当年发射的X-MirInspector是世界上第一颗进
行空间试验的空间站伴飞卫星,进行了为期两天的飞行试验。X-MirInspector系统包
括伴星本身及空间站上的监测及控制系统。伴星在监控系统指挥下完成工作。第一天,
In鄄spector卫星首先从奋进号飞船中弹出,并围绕奋进号舱飞行,对伴星系统功能进
行检验;第二天,Inspector卫星向MIR空间站靠近,围绕它飞行若干圈。

什么是小卫星?

现在一般把20世纪70年代以前发射的小卫星叫传统简单小卫星,而称20世纪80年代以后
升空的小卫星叫现代高性能小卫星。

现代小卫星经历了两个阶段,第一个阶段是从20世纪80年代中期至90年代初期,也称为
探索研究阶段,在这一阶段主要是取得了采用微电子学等方面的成功经验,扩大了小卫
星的应用范围;第二阶段是从20世纪90年代初到现在,在这一阶段大多数小卫星采用高
新技术,成为名副其实的现代小卫星。

现代小卫星目前还没有统一的定义,通常从卫星重量、轨道高度和提供业务等指标进行
大致的划分。根据卫星的重量,通常将小于1000公斤的卫星称为广义的小卫星。各种小
卫星划分如下:类型重量(公斤)研制成本(百万美元)小型卫星500-100020-50超
小卫星100-5004-20微型卫星10-1001-4纳米卫星1-10<1皮卫星0.1-1<1


--

※ 来源:·WWW 未名空间站 海外: mitbbs.com 中国: mitbbs.cn·[FROM: 75.72.]

 
splider
进入未名形象秀
我的博客
[回复] [回信给作者] [本篇全文] [本讨论区] [修改] [删除] [转寄] [转贴] [收藏] [举报] [ 2 ]

发信人: splider (旷青), 信区: Aviation
标  题: Re: zz 伴飞卫星:神七的随身护驾
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Sep 22 23:55:23 2008)

这个小东西有看头,很有战略意义。看来中国这个技术晚的不多。

拨钱给高校搞纳米卫星,非常有前途的一条路。
--

※ 来源:·WWW 未名空间站 海外: mitbbs.com 中国: mitbbs.cn·[FROM: 75.72.]

[分页:1 ]
[快速返回] [ 进入航空航天讨论区] [返回顶部]
回复文章
标题:
内 容:

未名交友
将您的链接放在这儿

友情链接


 

Site Map - Contact Us - Terms and Conditions - Privacy Policy

版权所有,未名空间(mitbbs.com),since 1996