解读神舟七号伴随卫星试验

2008年09月28日08:28  来源:人民网-科技频道

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  人民网科技讯:伴随卫星是指伴随在另一航天器附近作周期性相对运动的卫星。伴随卫星大都具备一定轨道机动能力,它往往以空间站、航天飞机、载人飞船或大卫星等大型航天器作为任务中心或服务对象(简称主星),与主星按照一定的空间相对构型共同在轨飞

  伴随飞行技术是国际上航天领域的一项重要应用技术,国外已有多个研究和发展计划,如德国的Inspector计划、AERCam微纳卫星、美国的XSS飞行器、Livermore微小卫星等。1997年首先实现了Inspector卫星由奋进号航天飞船发射,并实现绕飞。现已有多颗类似的伴随航天器发射上天。

  1、试验任务

  在神舟七号飞船上我国首次开展了航天器平台在轨释放伴星,以及伴星的伴随飞行试验,任务目标是:

  (1)试验和验证伴星在轨释放技术;

  (2)伴星释放后对飞船进行照相和视频观测;

  (3)在返回舱返回后,由地面测控系统控制,择机进行对轨道舱形成伴随飞行轨道的试验,为载人航天工程后续任务中拓展空间应用领域,奠定技术基础。

  本试验任务取得成功,标志着我国是世界上少数几个掌握空间释放和绕飞技术的国家。

  2、伴随卫星试验意义

  研制和试验大型应用型航天器成本高、技术难度大。相比而言,微小卫星成本低、研制周期短,而且其技术集成度高,灵活性强,应用范围广;在轨二次释放,不需要花费发射成本。所以发展微小卫星技术是一项经济实惠、技术含量高、具有创新意义的航天高技术。掌握微小卫星研发和在轨释放技术是体现航天大国能力的重要标志之一,是各航天大国竞相发展的一个前沿热点。

  伴随卫星研制与释放试验的意义突出地表现在以下方面:

  (1)在未来载人航天中,伴随卫星将成为主航天器的重要服务和支持工具。

  伴随卫星作为空间站、空间实验室、飞船等大型航天器工程的一部分,它伴随主航天器飞行,具有处于相对主航天器距离近、实时跟随的位置优势,可以作为主航天器的安全辅助工具,对主航天器进行工作状态监测、安全防卫,可以为航天员出舱活动及空间飞行器交会对接等提供直接的技术支持:

  A、利用伴星的相对近距离绕飞能力,可以对主航天器长期空间运行可能造成的外部结构老化、损伤等进行监测;对舱外机构、应用设备的工作情况和技术状态进行监测,随时诊断主航天器可能出现的任何外部故障,并准确定位,指导航天员对主航天器进行在轨维护;

  B、在航天器交会对接、宇航员出舱活动,实施舱外结构安装、舱外人工修复等任务时,利用伴星可以提供舱外现场监视、航天员安全监视,空间环境突发事件监测;

  C、绕主航天器飞行的伴随卫星,能够提供对主航天器进行全方位、多角度的可重复、高清晰的观测,获取主航天器较完整、多角度图像资料信息,从而使得主飞行器上的航天员或地面测控人员、工程决策层准确掌握主航天器的运行技术状态;

  D、单颗或多颗组网的伴随卫星可以对空间碎片、流星体,以及那些对主航天器构成威胁的人工或自然飞行体,进行长期观测、跟踪、预报、报警等,以保障主航天器安全。

  2、在轨释放伴随卫星技术是为了探索未来航天发射的新模式。

  由于伴随卫星结构小、总量轻,任务配置比较灵活,容易实现在运行的主航天器上发射,节约发射成本,成为一种新的航天器发射模式,适应特殊任务需要。

  3、微小卫星可以组网运行,具有较强的机动、灵活性,在未来的航天对地观测应用领域占有重大优势,拓宽对地观测应用的规模与能力。

  利用伴星和主星,或者释放多颗伴星组网,可以实现多星协同工作,完成一颗卫星单独无法实施的应用任务,提高主星应用效率,扩大应用领域,促进空间新技术的发展和应用。

  4、拓展空间科学与技术实验能力

  某些新的空间科学与技术实验,往往在一个平台上无法完成,提出了需要多实验平台支持的要求,采用二次释放伴随卫星可为这类研究活动方便地搭建所需要的实验条件。例如现代激光技术以及太赫兹技术应用等国际上目前备受关注的实验项目,释放伴随卫星可以作为这些新技术演示验证的合作目标,开展有效的空间试验,取得准确的实验结果。

  5、提升未来航天技术能力和应用卫星的使用效率

  当我们突破在轨二次释放能力关键技术后,如果进一步突破在轨回收卫星的能力,那么将是航天技术发展的重大提升,未来我们可以对那些失效的或者寿命即将终止的应用型小卫星进行回收,把主航天器作为空间维修站对小卫星进行维修、补给,或者更换设备后再释放,从而提高应用小卫星的使用效率。 

(责编:顾爽(实习))
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