卫星燃料耗尽了,意味着卫星寿终正寝。
花几十亿造的卫星,没旧也没坏,就是油箱空了,只能眼睁睁看它变废铁,多不划算。
于是就有了卫星加油。
全球能实现卫星加油的国家并不多。
美国和咱们中国就是其中一员。
那么中美两国在这方面到底谁更牛?
美国:商业开路,稳字当先
美国在这条路上走得最早也最远。
2019年,诺格公司就成功发射了MEV-1,开创了太空加油的先河。
它的任务就是给IS-901通信卫星续命。
那颗卫星的燃料快用完了,按理说是该退休了。
但它的通信设备依然很给力,就这样放弃了,多少有点可惜。
MEVl并不是直接往卫星的油箱里加燃料,而是跟那颗卫星对接上,然后接管了它的推进系统。
像给卫星装了个外接电源一样,让它继续跑下去。
MEV-1的成功只是一个开始。
美国目前在轨燃料补加技术竞争激烈。
诺格的被动加油模块(PRM)已被美太空军定为军用卫星标准接口,成为太空加油的主力技术。
PRM技术成熟且稳定,能安全地转移燃料,让卫星更灵活、活得更久。
与此同时,初创企业也不甘示弱。
Orbit Fab公司开发了快速连接燃料传输接口(RAFTI)。
这是一种能快速对接、实现推进剂传输的阀门接口,也获得军方认可,价格亲民约3万美元,计划在2025年和2026年通过TETRA-5和TETRA-6任务进行测试。
还有Astroscale也在积极研发自己的加油技术,计划在2026年夏天发射APS-R太空船,专门为太空军卫星加油。
太空加油的市场潜力不容小觑。
地球同步轨道上的卫星个个身价不菲,发射一颗新的卫星动不动就得要好几亿美元。
要是能靠加油给它们延寿,至少能省下35%左右的成本。
专家预计市场规模会从2024年的12.9亿美元,年复合增长率达到12.4%,到2032年达到约33亿美元。
美国太空军特别看重这技术。
他们觉得这不仅能大幅提升军用卫星的灵活性和生存力,还能减轻发射新卫星的压力,更有利于打造一个更灵活的太空作战体系。
他们还在琢磨着建造一个真正的太空加油站,实现燃料储存和转运,推动太空物流体系的建设。
在对接精度方面,美国现阶段的太空加油对接精度约为10厘米。
这个精度对于目前来说是够用,能够保证稳定对接和燃料传输。
但在茫茫太空,面对复杂的环境或者那些非合作目标,10厘米的误差也意味着对接操作得非常非常精细才行,提升空间肯定还有。
中国:后来居上,精度惊人
中国在太空加油领域起步稍晚,但进展迅速。
2017年,天舟一号货运飞船跟天宫二号空间实验室顺利对接,完成我国首次推进剂在轨补加试验。
前前后后忙活了五天左右,燃料怎么安全送过去,管道会不会漏气,关键的连接插头怎么精准对上又分开这些细致活,都试验了遍。
从那以后,咱们国家就开始积极探索多样化的在轨服务能力。
现在的太空加油,早就不单是加个燃料那么简单。
它更像是个全能维修工,能干的事儿多了。
帮卫星看看哪儿不对劲、调整下位置姿势、充充气、加加液体充充电等等。
为了让这个维修工更称职,我们专门设计了模块化的服务飞行器,自带智能导航系统,还配了条灵活的大机械臂。
这样它就能稳稳当当找到目标卫星,对接上去,完成各种补给任务。
换句话说,卫星不再是用完就扔的一次性产品,而是可以反复充电复活的活跃体,这大大提升了卫星的使用效率和经济价值。
咱们的补加服务飞行器一次能携带大约1.3吨燃料,理论上能为20多颗卫星提供服务。
这省下的运营成本可不是一点半点,也让咱们在全球太空服务这个大市场上,抢到了一个相当有利的位置。
中国的太空加油技术突破,也引发了西方的高度关注和不小的紧张。
他们认为咱们在地球静止轨道上的加油和维护,很可能会改变太空产业的游戏规则,会给他们带来意想不到的新风险。
虽说以前他们没少在空间站合作和核心技术上卡咱们,但架不住咱们自己争气啊。
靠着自己研发的北斗导航和领先的太空加油技术,咱们正慢慢成为全球太空服务的重要提供者。
技术层面,实践二十五号卫星的亮点尤为抢眼。
它搭载了激光雷达与视觉揉合在一起的太空鹰眼系统,实现了2厘米级别的超高精度对接。
这套系统灵感来自咱们的新能源汽车产业里已经很成熟的激光雷达技术,成功解决了高速飞行卫星对接的难题。
相比美国10厘米的精度,中国的这一水平无疑更为惊艳。
这种高精度不仅保证了燃料传输的稳定和安全,还让整个操作效率更高、更靠谱。
本文内容90%以上基于自己原创,少量素材借助AI辅助。但是所有内容都经过自己严格审核和复核,文献来源如下:
1、维基百科.《任务续航飞行器》
2、Phys.org.《延长地球同步卫星的寿命》
3、诺斯洛普·格鲁曼新闻中心.《诺斯罗普·格鲁曼卫星加油技术被选为太空系统司令部(SSC)首选加油解决方案接口标准》
4、防务日报.《美国太空部队分析太空加油的优势/利弊》
5、国际宇航联合会.《减缓轨道卫星加油过程中燃料晃动干扰的实验研究》
6、中国政府网.《天舟一号将与天宫二号进行3次交会对接和3次推进剂补加》
7、观察者网.《白玉京:中国实验卫星太空加油,为啥西方反应那么大?》
8、飞行者联盟.《中国实现“太空加油”,两大技术挑战成功,美国直言已全方面落后》
9、北美华人e网.《中国高科技又领先一项》
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