中國衛星主發動機故障,發射失敗?17個月爬升3.6萬公裏,成功入軌

寰球科學講說 2024-06-15 07:50:43

衛星不能進入預定軌道就代表發射失敗了,這句話是沒問題的。這只是描述了當前的一個現狀。但並不代表這顆衛星無法發揮其作用,帶來的影響可能是壽命降低或者功能受限,不如預期而已。

但是火箭將衛星送入了預定軌道,發射是成功的,但是衛星的主發動機壞了,本來打算依靠衛星自身動力來調整軌道高度、傾角,結果實現不了。沒錯,這就是亞太6E衛星遇到的問題,但是在地面人員的精心操控下花費了近17個月的時間完成了衛星的升軌,他是怎麽做的呢?

亞太6E衛星

該衛星是我國首顆全電推通信衛星,設計壽命爲15年,主要用于爲東南亞地區提供高通量通信服務,是我國首顆全自主實現軌道轉移的衛星。沒錯,這一顆衛星具備實現軌道轉移的功能,那麽衛星的動力就是電推,一會我們再講什麽是電推。

這顆衛星分成兩部分,一部分就是起到通信作用的衛星,一個部分就是起到變軌作用的推進艙,其中衛星重量爲2090千克,獨立推進艙爲2210千克。衛星的總重量是4300千克。

衛星圍繞地球運轉,是處于微重力環境下。這裏需要注意的並不是沒有重力,而是微重力,也就是說衛星的軌道高度會緩慢的下降。此外,太陽風暴會使飛行器或衛星短期內軌道高度快速下降。如果不對其進行控制,那麽遲早會墜入大氣層中而燒毀。衛星自帶的電推功能會保持軌道高度,所以這顆衛星才會有15年的壽命。

這顆衛星是用長征二號丙運載火箭發射升空的。但是這顆火箭的其近地軌道運載能力只有2400千克。所以這個結果就是亞太6E衛星勢必無法進入預定軌道。可是不要忘了,這顆衛星攜帶推進艙,可以通過自身動力滿足後期的衛星軌道爬升,進入中間軌道後,再利用衛星本身攜帶的電推進提升軌道高度。

衛星主發動機故障

2023年1月13日,亞太6E衛星使用長征二號丙運載火箭成功進入了成功進入了近地點200公裏、遠地點500公裏、傾角28.5°的過渡軌道。這裏指的是用火箭發射達到了預想位置。可是問題出現了,推進艙主發動機無法點火。這就導致衛星沒辦法提升軌道高度,到所謂的中間軌道高度。

上面提到了這是一顆通訊衛星,屬于地球同步衛星,正常的軌道高度是距離地面36000公裏。從200公裏提升到36000公裏,缺少了主發動機,無法抵達中間軌道高度,依靠衛星自身的電推進,遙遙無期。

經過我國科研人員的協商,做出了一個大膽的決定,使用推進艙中的姿態發動機調整軌道高度。這樣做的結果就是能夠將衛星軌道高度提升至中間軌道高度,但是速度會比較慢。不過從報道中可以看到,結果還是完美的。

可分離獨立推進艙于2023年1月23日完成組合體變軌至中間軌道,亞太6E衛星與組合體分離後通過其自帶的霍爾/離子兩套電推進系統自主變軌至同步軌道。也就是從發射到提升到中間軌道,用了10天。那麽從中間軌道調整到需要多久呢?就是接近17個月。

2024年6月10日10時32分,我國首顆全電推通信衛星——亞太6E在西安衛星測控中心的跟蹤控制下,成功定點于東經135.5°軌道位置(測試軌位)

什麽電推進

這裏再說一下什麽是電推,電推進是一種不需要依靠化學燃料而直接可以提供推力的技術。電推進是利用電能加熱、離解和加速推進劑(工質)形成高速射流而産生推力的一種空間動力技術。

比如離子推機器就是先將氣態工質電離,並在強電場作用下將離子加速噴出,通過反作用力推動衛星進行姿態調整或者軌道轉移任務。在亞太6E衛星中使用的是LIPS-300例子推進器,他的推力最高可達到200mN,最大比沖4000s,最大功率未5kW。雖

然推力很小,但是與化學燃料相比,消耗相同質量的燃料,獲得的速度增量更高。同時比沖可以達到普通液氧煤油發動機的十倍。電推進可以家ing尾流的氣體加速至超過10公裏/秒,最快甚至可達80公裏/秒。相比之下,火箭發動機産生的氣流速度通常只有2至4公裏/秒。

寫在最後

航天發射不是100%的成功,更爲重要的是出現故障後的問題解決經驗,這是一筆寶貴的財富。風雨之後見彩虹,曆經了17個月變軌,這顆衛星如今才發揮其作用。

37 阅读:10466
评论列表
  • 2024-06-15 19:09

    祝中國航天事業行穩致遠,遨遊浩瀚天空。

  • 2024-06-15 13:18

    15年的使用期能剩下三分之一嗎?

    平頭哥 回覆:
    本身消耗的就是預計的燃料,只是時間延長了,壽命不會有太大影響
    擦肩的幸福 回覆:
    無論如何死馬當活馬醫
  • 鑫默 15
    2024-06-15 15:55

    火箭的其近地軌道運載能力只有2400千克,卻發射了一顆4300千克的衛星,就是讓衛星自己爬上去。

    尼莫 回覆:
    這個技術牛[點贊]
  • 姚兄 10
    2024-06-15 16:03

    剩下的壽命應該不多了,不過去大膽嘗試也值得贊

  • 2024-06-15 09:56

    寫了一堆,沒看懂!但只是領會了其中倆字的精髓:牛逼!

  • 2024-06-15 10:50

    總有困難和意外精喜[靜靜吃瓜]

  • 2024-06-15 16:00

    推進倉主發動機不能起動點火,你即便是使用其他方法把衛星推止中間軌道或理想軌道有什麽用,或者叫作用不大,燃料有限嗎。主發動機才是長期供能的動力,壽命15年的衛星設計不大打折扣嗎?

    腳踢杠精 回覆:
    用幾年算幾年,總比廢了好
    洪峰 回覆:
    爲啥叫推進艙?就是擡軌用的主發無法點火會讓衛星無法到達目標軌道,所以用姿態控制發動機推到了中間轉移軌道。 這衛星的主發是那個電推!不是你所謂的推進艙主發!壽命大減是肯定的,但總比直接廢掉好。
  • zfh 4
    2024-06-15 20:52

    可喜可賀[點贊]

  • 2024-06-15 20:10

    中國人做大事,都會有備用方案[點贊]

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