人类现代生活已经时刻离不开地球静止轨道卫星。它们为我们提供天气预报、电视转播、移动通信、全球导航等服务。

通常来说,地球静止轨道卫星的造价十分高昂,往往高达数十亿元。当燃料耗尽,卫星的寿命就结束了。因此,燃料补加技术可为在轨卫星长期运营提供能源保障。

记者从中国航天科技集团八院了解到,在第十三届中国航展上首次亮相的补加服务飞行器,如同一台“太空油罐车”,可为那些造价高昂的卫星“雪中送炭”。

太空油罐车。图片来源:中国航天科技集团八院

补加服务飞行器由航天科技集团八院独立设计研制,专职从事“上门补加燃料服务”。据八院805所设计师介绍, 该补加服务飞行器在设计之初便简化了自身功能,在维持基本在轨运行的前提下,实现尽可能多的装载燃料。

据介绍,对于一颗“急需救助”的卫星来说,只需补加50千克燃料,就可以延长其大约一年的寿命。而补加飞行器可一次性携带1.3吨燃料,超过其自身总重量的一半。由它为卫星延寿,与重新发射一颗静止轨道卫星相比,成本可降低35%。

在轨补加飞行器的前端装有雷达和相机组成的导航系统,使其具备“自动驾驶”的功能。当收到燃料短缺的卫星发出的求助信号后,飞行器将在地面调度系统的导引下,到达卫星的后方,利用导航系统自主跟踪并接近卫星。在到达距离卫星大约2米以内时,在机械臂的配合下,实现与卫星补加口的紧密连接,将燃料输送给卫星。

此次与补加飞行器一起首次亮相的停靠补加装置,是飞行器执行在轨补加任务的关键技术, 也是我国首个应用于卫星的新型对接机构,它通过与卫星实现紧密可靠连接,为补加服务飞行器进行补加任务创造条件。

与其他对接机构一样,停靠补加装置分为主动端和被动端,主动端安装在补加服务飞行器上,补加任务期间的所有动作均由补加服务飞行器上的主动端完成。在发射前,卫星仅需配置一个标准化被动端口,即可实现后续在轨运行期间的补液、补气、补电等多类型的补加服务。

2017年,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功对接,首次完成了推进剂在轨补加试验,意味着我国已成功突破在轨空间燃料补加技术,成为世界上继美俄之后第三个独立掌握该技术的国家。

◎ 靳永强 高金忠 科技日报记者 付毅飞

来源:科技日报

编辑:张爽

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终审:何屹

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“太空油罐车”首次亮相中国航展,可为卫星“雪中送炭”

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