02.28 全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

航天史重要一刻上演:全球第一颗商业卫星在轨道上成功对接另一颗卫星,为3.6万公里遥远卫星续命。

美东时间2月25日2:15(北京时间2月25日15:15),历经4.5个月飞行,全球首颗救援维护卫星(MEV-1)成功对接目标卫星(国际通信卫星901)。

这是人类首次在36000公里外地球静止轨道对接航天器,也是在高轨道挽救一颗高寿、高价值卫星的首创之举。新一代创新卫星按下启动键……


全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

任务速览

救援维护卫星:航天器任务扩展1号(MEV-1)

目标通信卫星:国际通信卫星901(Intelsat-901)

太空任务:超远距离对接、救援人造卫星

任务操作:美国航天巨头诺斯罗普·格鲁曼(Northrop Grumman)

维护期限:5年/次,三次共计15年


全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

太空救援主角MEV 1

全称:Mission Extension Vehicle-1(航天器任务扩展1号,MEV 1)

属性:远距离太空救援维护卫星(也被誉为太空加油卫星)

重量:2330公斤(约2.3吨)

设计使用寿命:15年

研制操作:诺斯罗普·格鲁曼公司

装备仪器:视觉成像仪、红外摄像机、激光测距雷达等

对接卫星:Intelsat-901卫星(现役18年)

维护能力:三颗高轨道卫星

后续卫星:

MEVs(诺斯罗普·格鲁曼正在建造第二颗同类卫星,用于挽救更多的国际通信卫星组织高轨道卫星等)


太空救援对接全过程

2019年10月9日,诺斯罗普·格鲁曼MEV 1维护卫星搭乘俄罗斯质子号火箭进入超同步转移轨道,开启近4个月的远距离太空之旅。主要是为了节省推进剂,采用以时间换能量的飞行模式。

2020年2月1日飞抵接近36000公里的高椭圆地球同步转移轨道。

此时目标卫星——国际通信卫星901(Intelsat-901)正处在距离地球同步轨道290公里的墓地轨道,2019年12月因推进剂耗尽,已停止工作,尽管其他功能系统一切正常。

2001年发射的这颗劳苦功高的通信卫星已在轨运行18年。正等待着不远万里飞来救援的MEV 1续命,两者对接二合一,救援维护卫星为其提供推进动力,以便延长这颗通信卫星长达五年的工作年限。

当然,如果这次太空救援失败,这颗通讯卫星也就寿终正寝了。

国际通信卫星组织(Intelsat)是全球最大、历史最悠久的商业卫星运营商之一。

全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

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2020年2月5日,两颗卫星终于接近。在随后19天里,为了这次史无前例的远距离太空救援任务,救援卫星MEV 1针对目标卫星进行了一系列热身演练,反复验证接近、退后自动控制能力,不断校准与微调各种传感器和仪器设备。

MEV 1在接近过程中,使用一组视觉成像仪、红外摄像机、侧面扫描激光雷达,确保对目标卫星方位、位置完全掌握。

当两者接近80米时,此次太空救援的操作方——诺斯罗普·格鲁曼公司地面控制人员,在确认所有系统良好就绪后,启动自动控制模式。MEV 1自主飞到目标卫星20米处。

地面控制人员再次接管控制权,人工操作下MEV 1抵达相距1米的对接位置。启动定位操作系统,牢牢锁定目标卫星对接点。

MEV 1伸出对接探针,瞄准国际通信卫星901的发动机喷嘴。当探针精准插入喷嘴「咽喉」——最窄处之后,对接探针张开一个「手掌」,就像锚定一样牢牢勾住目标卫星。

就这样,两颗卫星在接下来五年任务期,合为一体。预计今年3月底~4月初,合体卫星进入预定轨道。这意味着国际通信卫星901得以起死回生,重回工作状态。

这一历史性时刻,地球时间定格在美国东部时间2月25日2:15(北京时间2月25日15:15)。


全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?

新一代创新卫星按下启动键

这次太空救援任务堪称一绝,意义非凡。

这是全球第一颗卫星在轨道上成功对接另一颗卫星,更是人类首次在36000公里外的地球静止轨道对接航天器,破天荒第一次远距离太空救援卫星任务,挽救一颗高寿、高价值卫星的首创之举。

背后的深远意义和价值显而易见,这是在开创一个卫星产业的创新模式:

对于那些高价值、高品质、高轨道卫星来说,不必再被迫面对推进剂耗尽、意味着被弃的命运,而是已有像MEV 1这样的维护救援卫星,天使般飞来,挽救大限将至的卫星,好让身价动辄就是上亿美元的GEO高贵卫星开启第二春模式,继续工作,发挥余热……

开动太空救援维护卫星,有点像SpaceX开创的回收复用火箭模式,到头来倒逼着其他火箭商不得不跟进。

不仅如此,MEV 1救援维护卫星本身同样高寿,设计寿命至少15年。也就是说,自带推进剂储量可为三颗GEO卫星续命15年,为即将耗尽推进剂的地球静止轨道卫星每颗提供为期5年的任务扩展。

说得直白一点,发射一颗救援卫星,可以救活三颗卫星。这绝对是又环保又人道的一大创新。


全球首次两颗商业卫星成功对接,为啥说这次太空救援很重要?


这只是创新的开始

作为救援维护卫星的制造商、操作方,诺斯罗普·格鲁曼凭借此次任务完美验证了MEV-1技术可行性,以及卫星续命服务的可操作性。这只是刚刚开始……

正在打造中的MEV-2救援维护卫星,有望今年稍晚时候发射升空,再次开启太空救援行动。

与此同时,研发团队正在开发升级版的维护卫星,未来将会提供一系列太空救援任务——额外加注推进剂、在轨加装功能包、卫星故障检查、卫星倾角变更等多样化的太空维护服务,甚至还会推出轨道垃圾清理功能。

这样一来,可以大大提升高轨道卫星使用寿命、提高卫星运营效率和运行能力,从而大幅减少卫星服务商成本,由此也尽可能地降低太空垃圾数量。

这才是真正意义上的太空科技创新,从功能、空间、时间等维度的实质上突破。


本文参考:

Northrop Grumman makes history, Mission Extension Vehicle docks to target satellite

Two commercial satellites link up in space for first time

Northrop Grumman 「延命卫星」成功捕捉目标卫星,史上首度由卫星在轨道上捕捉住另一颗卫星

全球第一颗GEO加油卫星启程,为3.6万公里遥远卫星续命……


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