國(guó)內(nèi)最大離軌帆成功在軌展開(kāi)
科技日?qǐng)?bào)北京7月4日電 (李懿德 惲衛(wèi)東 鄭琦 記者付毅飛)記者4日從中國(guó)航天科技集團(tuán)八院獲悉,由該院805所自主研制、配置于長(zhǎng)征二號(hào)丁遙六十四運(yùn)載火箭載荷艙上的離軌系統(tǒng),于6月26日在軌順利展開(kāi)離軌帆裝置。這是目前國(guó)內(nèi)面積最大的離軌帆產(chǎn)品,也是國(guó)際上首次將離軌帆應(yīng)用于運(yùn)載火箭艙段。
據(jù)悉,該火箭配置的離軌帆完全展開(kāi)狀態(tài)下面積達(dá)25平方米,帆面材料厚度不足頭發(fā)絲直徑的十分之一。通過(guò)精確地折疊設(shè)計(jì)和高密度壓緊,帆面能夠收納到極小的體積。這樣的輕量化和高展收比,能讓離軌帆加裝至各類成熟的航天器而不占用平臺(tái)自身包絡(luò)。長(zhǎng)征二號(hào)丁遙六十四運(yùn)載火箭于6月23日成功發(fā)射,隨著此次離軌帆成功展開(kāi),重量約300公斤的火箭載荷艙將在2年內(nèi)再入大氣層,讓出寶貴的軌道資源。
據(jù)介紹,離軌帆是一種配置在衛(wèi)星或航天器上,可在太空中實(shí)現(xiàn)自主展開(kāi)的薄膜結(jié)構(gòu)。在隨衛(wèi)星發(fā)射入軌時(shí),離軌帆呈收攏狀態(tài),等衛(wèi)星壽命結(jié)束后,帆面解鎖指令啟動(dòng),薄膜帆面展開(kāi),像一個(gè)“大風(fēng)箏”,利用低軌環(huán)境稀薄大氣形成的氣動(dòng)阻力,讓衛(wèi)星慢慢減速,并逐漸脫離原軌道。
以一顆700公里高度15公斤級(jí)衛(wèi)星為例,若無(wú)離軌措施,衛(wèi)星壽命結(jié)束后還將占據(jù)軌道長(zhǎng)達(dá)120年甚至更久;如配置展開(kāi)面積為2平方米的離軌帆,可將在軌時(shí)間縮短至10年以內(nèi)。
值得一提的是,利用離軌帆實(shí)施離軌,無(wú)需消耗燃料,即使是在航天器發(fā)生故障失控的情況下,僅需少量電流即可實(shí)現(xiàn)薄膜帆展開(kāi),有效解決失控航天器的離軌需求。
據(jù)了解,隨著長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭一箭多星串聯(lián)構(gòu)型的成熟應(yīng)用,火箭載荷艙會(huì)在分離入軌后長(zhǎng)期停留在軌道上,成為游蕩在太空中的空間碎片,這引起了火箭總體設(shè)計(jì)師的高度重視。為此,型號(hào)總體設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“末子級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)+大面積離軌帆”的運(yùn)載火箭載荷艙加速離軌和長(zhǎng)期狀態(tài)監(jiān)視總體方案。
一直以來(lái),八院致力于空間碎片減緩技術(shù)的創(chuàng)新研究,先后對(duì)長(zhǎng)征四號(hào)乙/丙、長(zhǎng)征二號(hào)丁等火箭型號(hào)的末子級(jí)開(kāi)展了主動(dòng)離軌設(shè)計(jì)并獲得成功驗(yàn)證。2021年2月,八院主導(dǎo)制定的首個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO20893《航天系統(tǒng)——運(yùn)載火箭軌道級(jí)空間碎片減緩詳細(xì)要求》正式發(fā)布。
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