北斗卫星在太空发生故障、坏了,可以进行维修吗?

小宋谈科普 2024-03-02 13:12:22

北斗卫星系统以北斗星为名,它承载着为中华民族定方向、辨四季、报时辰的传统意义。

同时它也是中国迄今为止建设的规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高、与群众生活关联最紧密的巨型复杂航天系统之一。同时它也是联合国认可的四大全球卫星导航系统之一,与其他系统(如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo)共同为全球提供导航和定位服务。

由空间段、地面段和用户段三部分组成。

空间段:北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。

地面段:北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。

用户段:北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等。

北斗卫星管理

西安卫星测控中心在北斗卫星系统中扮演着重要的角色。作为北斗测控和星间链路管理的核心系统,该中心负责管理和监控所有北斗卫星的日常运维、例行控制和异常处置等工作。

目前,西安卫星测控中心管理的卫星数量已超过300颗,其中最引人注目的是由52颗北斗二号和三号卫星组成的庞大星座。这个星座是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与群众生活关联最紧密的复杂航天工程之一。

对于北斗卫星系统来说,它的卫星轨道包括倾斜地球同步轨道(IGSO)、中轨道地球卫星(MEO)和地球同步轨道卫星(GEO),都不属于低轨道。因此,一旦北斗卫星发生故障或寿命结束,它们只能被推送到所谓的“坟场轨道”。

此外,北斗卫星系统的数量超过了实际需要的数量。一旦某颗卫星发生故障,其他卫星可以继续提供定位信号。根据设计,北斗卫星导航系统的可靠性每年中断0.4次,这意味着卫星定位信号故障可能每两年半才会发生一次。北斗卫星的实际寿命大约在12至16年左右,一旦某颗卫星出现严重故障,备份卫星将会立即接替其功能。

卫星故障后如果处理

天上的卫星有的时候和人一样会出现小病小痛,尤其是北斗这类要求精确度特别高的卫星,一点点小故障就可能影响到其导航精确度,管好天上的星,这个任务漫长而且艰苦,对于所有的卫星管理员来说,最困难的时刻就是“星不见了”。卫星在和地面做数据传输的时候,通常会有上行和下行信号,卫星长期运行在几百千米甚至几万千米的高空,在失重、超低温、超辐射的太空环境中,太空垃圾、太阳活动等均会导致卫星信号失踪或者造成卫星内部故障。

一般情况下,卫星在轨运行发生故障或燃料用尽后,由于维修成本高昂,很少进行更换或维修。低轨道卫星在故障或寿命结束后会坠入大气层烧毁或落入航天器公墓。

对于高价值的低轨道卫星,如果发生故障,可能会考虑进行维修。然而,卫星维修是一项极其复杂和昂贵的任务,需要派遣航天员进行太空行走,并且需要特殊的设备和技术。因此,目前卫星维修仍然是一项相对较少进行的活动。

价值高的卫星回收维修或者就地维修

一般卫星在轨运行出现故障,是不可能更换和维修的,因为维修的成本太高。不过,对于一些价值较高的低轨道卫星进行在轨维修还是合算的。比如,美国的航天飞机可以把出现故障的卫星抓回,在航天飞机敞开的货舱中就地修理,然后再送出去继续工作,或者由航天员出舱修理卫星;如果故障比较严重,不能就地解决,航天飞机还可以把故障卫星带回地面进行大修,然后再发射上天。

美国航天员已5次乘航天飞机在太空维修“哈勃”空间望远镜,使它益寿延年,焕发新的活力。

1984年11月,发现号航天飞机曾经回收过两颗出现故障的通信卫星,它们是“西联星6号”和“帕拉帕B2号”。这两颗通信卫星被运回地面进行修理。其中,“西联星6号”修好之后,改名为“亚洲1号”通信卫星,并于1990年4月由中国运载火

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互联网行业,从事多年的程序员