在太空中,卫星们各行其道,但在极少的情况下,也会产生“车祸”风险。历史上首次卫星“车祸”发生在年,美国铱星33与俄罗斯已报废的宇宙-卫星在西伯利亚上空发生相撞,这是截至目前发生的唯一一起卫星相撞事故。对于这次事故,俄罗斯著名太空专家曾直指美国监管不力,未能及时调整仍在运作的有效卫星,而美国太空总署则反映“太空垃圾”多达件,没有一个国家能够逐一追踪,这种相撞事故难以预测。
事实上,卫星相撞事故是可以通过监测预警避免的,同时,也只有具备轨道机动能力的卫星才能够执行避碰动作。年,欧空局就对地球科学卫星“风神”实施了一次成功变轨机动,以避免与美国太空探索技术公司的一颗“星链”卫星相撞。那么,在卫星“车祸”预警中,“避碰操作”通常分为哪几步呢?
1碰撞预警
自年苏联发射第一颗人造地球卫星以来,已经有大量的卫星在空间中运行,同时人类的空间活动造成了越来越密集的空间碎片。通常,卫星测控中心会持续对卫星的在轨运行状态进行监测,通过对航天器和碎片的轨迹推算,可以预测是否会出现碰撞情况,进而决定是否发出碰撞预警,“黄色预警”意味着有较高的碰撞风险,“红色预警”则代表着避碰动作必须执行。
2轨控前准备
接收到碰撞预警后,卫星管理单位根据既定的规避策略制定避碰的轨控计划,计算需要的轨道改变量,确定推进开机时刻与相应的开机时长。为了使卫星使用的轨控推进器达到理想的推进效果,需要地面测控站上注指令提前对推进器贮箱进行加热,使贮箱内的温度和压力达到设定目标值。当然,并不是所有卫星的轨控前准备都完全一致,具体需要根据卫星的实际结构来制定计划,形成“一星一案”。
3轨控执行
轨控任务的指令序列可以采用地面提前上注的方式加入卫星的延时指令执行列表中,也可以在卫星过测控站期间实时上注;轨控任务执行时,卫星会先将自身工作模式切换至轨道控制模式,通知各分系统按照设定做好准备,随后卫星姿控系统进行轨道控制模式,进行姿态的调整,保证推力方向与期望方向一致;当推进开机时刻来临时,星上监测状态正常,即进行推进器开机,达到设定目标值后推进器关机,整星经过调姿、卸载、模式切换等操作恢复任务执行前的状态。
4解除警戒
地面站根据接收到的卫星遥测量对轨道控制的效果进行判断,若确认不再有碰撞的威胁,则解除相应警戒。
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