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喜报,发射成功!低调的上海航天再立新功,2021年航天人火力全开

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航天君 2021-10-24 11:57

10月24日9时27分,在我国西昌卫星发射中心,长征三号乙运载火箭托举实践二十一号卫星直冲云霄。随后,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

此次发射的实践二十一号卫星可谓是我国航天事业中的又一壮举!根据新华社以及航天科技集团发布的通稿来看,此次发射的实践二十一号卫星是由中国航天八院进行研制的,主要应用于空间碎片减缓技术试验验证。

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众所周知,随着人类开发太空的时间跨度不断延长,曾经发射的卫星不可避免地因为燃料耗尽而成为太空垃圾,而怎么有效预防太空垃圾就成为了世界主要航天大国的研究课题!截至2014年初时,美国空间监测网编目的在轨废弃物数量已达16906个。而无法编目的微小废弃物质量已达几千吨,数量超过200亿。随着时间的推移,7年时间众多航天强国的发射任务更加密集,因此目前在太空中的在轨废物数量又再次增加!而根据《科技创新导报》的报道由于空间碎片对航天器的撞击速度可高达15km/s,一旦与航天器发生碰撞,将损伤甚至直接摧毁在轨航天器,具有过程短暂剧烈、后果无法挽回等特点。一块直径为1cm的铝质碎片的撞击能量相当于一颗手榴弹爆炸的能量,足以粉碎一颗中等大小的卫星。这样的破坏力不得不引起中国航天人的高度关注!

而此外,目前包括美国在内的西方国家以及印度在积极开展反卫星武器的试验,而在试验过程中不可避免地要造成太空垃圾。哪怕是一个细小的微粒飘荡在太空,但在高速的加持下,仍有可能造成巨大的灾难。并且未来我国载人航天计划日益密集,空间站建设不断加快步伐,此类对空间碎片减缓技术试验的验证必不可少。而目前美国的NASA、欧洲的欧空局、以及日本的航天部门,对于此类型任务都展开了深度研究,并且美欧在此技术上有了一定性的突破。

从目前来看,空间碎片减缓技术试验验证对于未来我国的航天发展是必不可少的,因此,本次发射的历史意义重大!

能够设计出此类含有“黑科技”的卫星,就不能不夸一夸它的研制单位,中国航天八院,也就是大家口中的上海航天。相较于火箭院,以及五院等行内大哥,八院在此前中国航天的大队伍中相当低调,但低调的性格,也成就了诸多史诗级的重大任务!或许刚刚进入航天领域的粉丝对于风暴一号火箭的大名并不了解,但在50年前该款火箭可谓是家喻户晓的大明星!在其发射史上也有着众多的标志性“战役”。1975年7月26日,风暴一号成功发射长空一号卫星,卫星质量1107千克,为当时中国发射成功的最重有效载荷。1981年9月20日,风暴一号火箭点火起飞,3颗卫星按照设定的程序逐一与火箭分离,进入各自预定的轨道。一箭三星发射终于获得了成功。而一箭三星发射技术的成熟有什么重大意义,相信航天迷都很清楚。而随着后续我国火箭发展战略的调整,风暴一号火箭就逐渐消失在了人们的视野之中,但风暴一号火箭的诸多技术,应用在了长征系列火箭中,换句话说,风暴一号火箭以另一种方式,另一种身份仍然活跃在中国航天领域。

而除了风暴一号外,航天八院还有很多过于先进不便展示的黑科技。或者换句话说,航天八院几乎算是中国航天领域的一个全才,无论是在导弹技术的研究方面,还是在运载火箭的研究领域,亦或是卫星的研发领域都有着自己的“绝活”!

除了此次敢于吃螃蟹研发了应用于空间碎片减缓技术试验的实践二十一号卫星外,在此前的珠海航展上,八院还有另一件“黑科技”特别引人关注,那就是太空燃料补加卫星。

实际上在人类开始探索太空之后就发现,当卫星垂直于赤道上空与地球同步运行的时候,其运行成本不仅会大大降低,其在轨运行时间也会大大增加,这个轨道也被称为地球静止轨道。因此我们可以发现,世界各个航天大国都在想方设法地将本国的重要卫星送入地球静止轨道。对于上个世纪六十年代的人类来说,那时的火箭推力并不足够,因此选择在低纬度地区发射火箭就大大降低了发射地球静止轨道卫星的难度。但是苏联由于国土纬度过高,想将卫星送入地球同步轨道就十分困难。不过苏联工程师始终秉持着“简单粗暴”的原则,“纬度过高推力来凑”就成为了他们发射地球静止轨道卫星的方法。随着“质子”在七十年代的成功研发,苏联于1974年才将本国第一颗地球静止轨道卫星成功发射。

而随着科学技术的发展,许多国家研发出了各种各样用于紧急时刻进行发射的低轨卫星,但是对于气象卫星等研发成本极高的卫星而言,地球同步轨道才是它们运行的最好选择。像我国的“北斗”导航系统,就包括了3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星。毕竟距离地面仅仅三四百公里乃至二三百公里的轨道,会让卫星在运行过程中不断受到地球引力和大气层摩擦力的影响,一旦卫星耗尽自身调整姿态的燃料,那就不可避免地会坠入地球并丧失所有的功能。

只不过即便是将卫星送入地球静止轨道也不意味着一劳永逸,因为卫星在36000公里的地球静止轨道进行运行时也会受到月球、太阳等其他天体引力的影响。因此科学家往往会为地球静止轨道卫星设计足够多的燃料冗余,这样卫星就能够在飞行中不断调整自身的姿态,始终保持在轨道上的安全运行。只不过地球静止轨道卫星所携带的燃料往往都占到了自身重量的三分之二,虽然能够保证其在轨运行十多年,但是在燃料消耗完之后,这颗卫星上的电子设备即便能够正常运行,也会因为轨道的偏移而失去作用。因此如何解决燃料耗尽的问题,就成为了摆在全球科学家面前的难题。

为了能够保证卫星的寿命和在轨运行时间,各国科学家想出了各种各样的办法,这些办法包括但不限于采用核动力推进、等离子推进等各种方法。而中国航天八院则另辟蹊径,选择发射一颗专为其他卫星补加燃料的卫星。这种方式实际上与空中加油机为战斗机进行加油的方式一样,进行补加服务的卫星自身会携带大量的燃料,在接收到燃料即将耗尽的卫星的信号后,会迅速飞往这颗卫星身边进行对接和补加燃料。根据此前《科技日报》的报道,我国的补加服务飞行器,其本身所携带的燃料就达到了自身重量的一半以上,总重量达到了1.3吨之多。根据科研人员的测算,仅需要“加油”50KG就能够保证卫星在轨继续运行一年之久。而采用这种“加油”方式,其成本也比重新发射一颗卫星降低了35%。而在全世界范围内,其他国家并不具备同类产品,这也就意味着我国在该领域遥遥领先。

总的来说,随着我国空间站建设的不断推进和我国诸多划时代意义的航天发射密集进行,我国在下一阶段所进行的航天发射任务又达到了一个新的高潮。进行如此大规模的航天发射任务,将会给我国在太空领域的探索增添新的动力,同时也将反过来推动国民经济的发展。相信随着无数航天人的辛勤付出,我国未来的航天发展也将进行得无比顺利。

最后航天君要向包括八院在内的诸多航天人说一声感谢,正是他们的辛勤付出,才令中国航天在近年来取得了爆发式的增长。中国航天过去灿烂辉煌,未来更值得期待!

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