地球上的生命都逃不過生老病死的自然規律,而人造的機械電子設備也不例外。隨著運行時間的加長,機械材料可能會產生疲勞造成斷裂,電子設備發生老化的概率也會越來越高。因此,機械電子設備發生故障只是時間的問題。如果該設備位於地球上,我們還可以對它進行維修更換。但是,像北斗導航衛星位於地球的軌道之上,如果它發生了故障,我們將如何進行維護呢?
事實上,如果是軟件出現問題,我們還可以升級它。但是,如果是硬件出現問題的話,修是基本沒法修的,一般來說它們就直接報復了。衛星能不能用有兩個方面的問題:一是衛星所攜帶的燃料耗盡,二是衛星上的設備出現了嚴重的問題。
我國北斗衛星導航系統發射的衛星數量高於實際需要的數量,一旦其中一顆北斗衛星出現故障,其它的備份衛星馬上就能頂替過來,繼續提供定位服務。資料顯示,北斗衛星系統的可靠性每年中斷0.4次,按照這樣推算下去,一顆衛星的定位故障每兩年半才會發生一次。
當衛星故障的時候,根據它們的軌道高度,它們有不同的命運。在低軌道的衛星,會讓其減速再進入大氣層燒為灰燼或者墜入南太平洋的航天器墳墓。如果在高軌道之上,那麼衛星就會在地面指揮之下啟動發動機,抬升到更高的衛星墳場,避免失效的衛星對正常衛星構成威脅。
你可能會想,美國宇航局不是經常在軌道上修理設備,為什麼我們的就不修了呢?其實,這和經濟效應有關,要看那個在軌道的設備是否值得修理。比如哈勃太空望遠鏡,它造價昂貴且科研價值極高,值得人類派送宇航員到軌道上去維修。今年,有一顆造價上億的國際通信衛星耗盡了燃料,於是又發射了一枚衛星攜帶燃料和新的動力系統,為這顆國際通信衛星繼續了它的新生命。
但是,像北斗導航衛星這種級別的設備,如果它出現了故障或者燃料耗盡,那麼修理維護它的成本將非常高,甚至可能會超過發射一顆新衛星的成本,因此沒必要去修理它。
如果衛星只是單純的缺乏燃料,目前美國宇航局已經在研製為軌道衛星加註燃料的航天器了。這就像我們地球上的空中加油機一樣,不必等它著陸就能實現加油,也增加了它的航程。我國也曾經有過一次這樣的試驗,2016年,天源一號衛星在軌飛行加註系統成功為衛星加註燃料。