實踐21號衛星工作了!它並非只是「太空清道夫」,還是個「保鏢」

2021-11-05     科普大世界

原標題:實踐21號衛星工作了!它並非只是「太空清道夫」,還是個「保鏢」

實踐21號衛星工作了!它並非只是「太空清道夫」,還是個「保鏢」

如今社會發展的各個領域都越來越依賴空間科技,太空飛行器在國家發展和安全方面將會越來越多地發揮作用和影響力,那麼在太空中的太空飛行器就是安全的嗎?並非如此,可以說那裡也是危機四伏,首先是太空垃圾越來越多,報廢的衛星也在成批增長,太空飛行器遭受不明撞擊的可能性正越來越大,更何況還有某些國家的間諜衛星和太空飛行器等會搞些小動作。

還記得今年3月份我國雲海1-02氣象衛星太空解體的事嗎?今年3月20日美「第18太空監視中隊」的部門宣稱我國氣象衛星雲海一號02星在3月18日的7時41分於軌道上爆炸解體,之後成了21塊可被監測到的碎片(後來發現有37片),事故原因不明,有人稱是美國幾天前報廢的一顆偵察衛星的碎片撞到導致的,因為兩者的軌道非常靠近,但到了5月份又有美國專家認為是俄羅斯火箭的一個太空物體碎片撞擊造成的!此事至今不知真正原因為何,好在撞擊部位只發生在雲海一號02星的一個太陽翼上,並沒有撞到衛星主體上,所以後來經過調姿發動機調整姿勢,衛星依靠另一面的太陽翼供電,目前還在正常工作。

10月28日又有媒體報道稱在2021年7月時,隸屬於M國空軍的空間監視衛星「美國271」悄悄改變軌道接近了我國實踐-20衛星,這顆衛星於2019年12月27日在文昌航天發射場由長征五號遙三運載火箭發射升空,是我國迄今為止發射的質量最大的實驗衛星,其質量重達8噸,上面有多種高科技載荷,或許正是它們吸引了美國-271這個間諜衛星的注意,其在地面指令下轉換到了一個經過周密計算的軌道上,向著我實踐20號衛星不斷靠近,而且幾乎是並行姿態,最近的時候不足30公里,由於我司建20號衛星造價昂貴,而美國271間諜衛星已服役多年面臨淘汰,所以也不排除其有「碰瓷」撞擊的意圖。

好在我方很快覺察了美國-271間諜衛星的軌道異常,識破了它的企圖,啟動實踐-20號上的調姿發動機改變軌道,和M國偵察衛星在太空玩了一場「躲貓貓」,迅速躲開了它不懷好意的騷擾,避免了被碰瓷的麻煩。

所以太空中也並非是清靜之地,很多時候也是險象環生,保護我國太空飛行器的安全已經成為非常值得重視的事情。所以在2021年10月24日,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射了實踐二十一號(實踐21號)衛星,發射後不久衛星順利進入預定軌道,任務獲得圓滿成功。

這顆衛星可是個不好惹的主兒,因為它就是專門去收拾那些不靠譜的傢伙的,實踐二十一號是一顆技術驗證衛星,主要驗證的就是太空碎片減緩技術,它不僅能夠精確定位和自由變軌,還自帶一套太空碎片清理設備,有能力清理有危險的太空垃圾,如果有圖謀不軌的太空飛行器靠近我國的衛星或空間站等,它也可以前去「收拾」它們。

至於要驗證的太空碎片減緩技術是怎樣的一種太空垃圾清理手段,還沒有資料詳細說明,它應該攜帶有傳統燃料推進和電推進兩種技術,具備非合作目標交會能力,或者說它能自由變軌到極近距離接觸想要捕捉的目標,這個軌道會與目標有短暫的接近重合,進而施展捕捉減緩技術,推測可能是釋放一種網孔比較細密大網,展開後面積很大,這樣比較容易捕捉太空碎片或某些太空飛行器,將其掌控後對它實施飛行方向上的反作用力,就能降低它的速度了,而降低它的速度的目的,也是為了增大地球引力對它的作用力,使其降低軌道進入地球大氣層中墜毀,另外也可以直接將其投向地球,也能讓它進入大氣層的銷毀,不過在做這些動作的時候也會對實踐21號形成一種反作用力,但實踐21號可以自由調姿,所以可以化解。

來看下圖上面的shijian-21(49330)那個黑點就是實踐-21號衛星在地面觀測設備中的飛行狀態,它下面的unkonwu(49382)黑點很可能就是一個已經被它鎖定的太空碎片,兩者正在齊頭並進向前,這段圖像拍攝於2021年11月3日,也說明實踐21號已經開始工作了,之後它將捕捉這顆太空碎片,試驗太空碎片減緩技術。

從它的工作職責上來說,實踐21號衛星也可以說是一位「太空清潔工」,它能清理某些軌道上危險性較大的報廢太空飛行器、末級火箭、以及太空飛行器遭遇撞擊形成或者自然脫落下來的碎片等太空垃圾,清理地外空間。

實踐21號不僅負責「太空清道夫」的工作,也可說是我國一些重要太空飛行器的「警察」和「保鏢」,有數據顯示太空中已有一毫米以上的太空垃圾12.7億片,大多來自於美蘇時期的反衛星試驗,大小不等地分布在各種軌道上,都是太空飛行器的潛在威脅,而我國太空中正在使用的太空飛行器多達數百上千顆,諸如我國的空間站、實踐20號、乃至北斗導航衛星等等都是很重要的太空飛行器,容不得半點閃失,所以它們各自軌道上的潛在危險太空碎片都需要清除。

有人說實踐21號或先去清除經過我國空間站軌道的潛在危險太空垃圾,做它的「帶刀侍衛」,這個可能性不大!倒不是實踐21號不能做這個事,而是它是一顆高軌道衛星,我國空間站是低軌道太空飛行器,軌道相距太遠,轉換太費時費力,而且會大量消耗燃料,所以並不划算,因此推測實踐21號主要負責高軌道的太空碎片減緩工作。

不過我國空間站這樣的大型太空飛行器也是需要保證軌道安全的,它體積龐大,而且處於近地軌道,相對比較容易受到太空垃圾的撞擊,能在軌道上運行的太空垃圾的速度都是很快的,每秒鐘都是7.5公里以上,是音速的22倍多,比子彈和炮彈的速度都快多了,即便是沙粒那么小的東西的動能也是很大的,1克重的碎片以這樣的速度撞擊到艙壁上就可以打個對穿,所以必須要保證不能有太空碎片與其相撞,推測將來還會有低軌道的類似實踐21號這樣的「太空清道夫」。

實踐21號的發射和使用也標誌著我國在清除太空垃圾方面走出了重要一步,這是有益於全人類未來利用太空的大好事情,但目前太空垃圾已經有著十分龐大的數量,而且仍然在不斷地增多中,想盡數清除它們可謂任重而道遠。

而實踐21號技術驗證衛星發射和投用的另一個作用就是可以震懾宵小,它攜帶有足夠的燃料和工具(或者說武器),有它在太空中守護,其所在軌道附近就不會發生類似實踐20號被M國間諜衛星騷擾欲「碰瓷」的事情了。

參考資料:

《光明網》10月24日文章《實踐二十一號衛星入軌,主要用於空間碎片減緩技術試驗驗證》

美衛星欲「碰瓷」我實踐20號,還沒靠近就被甩開,實踐21號已出動

文章來源: https://twgreatdaily.com/499442144_381442-sh.html