美国《太空新闻》(spacenews.com)报道:1月22日,中国实践21号卫星成功捕获了失效的北斗2号G2卫星,1月26日将其拖到“墓地轨道”后,自己又回到了地球静止轨道(GEO)。自此,中国的“空间碎片减缓技术”实验取得圆满成功。
实践21号在轨捕获北斗2号卫星
同时有三条相关消息:美国白宫“太空政策”主任奥黛丽·谢弗1月26号称:“考虑到这个问题”太空中“卫星与卫星的互动需要规范”;1月26号,日本天秤公司(Astroscale Holdings Inc.)宣布,它的ELSA-d卫星发生异常,停止太空捕捉小卫星试验;还是在1月26号,因为“多年成本超支和性能不佳”,美国太空部队正式关闭用于跟踪卫星和轨道碎片的联合任务系统(JMS)。
实践21号捕捉卫星想象图
参与实验的北斗二号G2卫星是2009年4月14日由长征二号丙火箭在西昌卫星发射中心发射,它失效后一直在地球静止轨道上来回飘移。
地球同步轨道(GSO)与地球同步静止轨道(GEO)距离地面的高度都是35786公里,不同的是GEO定点在地球赤道正上方,卫星在这个“点”上飘移的幅度不大,而GSO则是绕着定位“点”来回摇摆,从地面看上去卫星是不停在头顶画圈圈。
地球同步轨道距地面35786公里
由于卫星在轨道不停运动,所以它们相互之间需要保持一定距离,以确保不会相撞。那些失效的卫星需要移开,给新卫星腾出位置。往哪儿移呢?
在同步轨道上运行的卫星通常都是几吨重的“大块头”,它们都安装有发动机,但剩下的燃料有限。所以科学家通常会让卫星用剩余燃料推动再往上升几百公里。由于空气稀薄,几乎所有废弃的卫星都“长眠”在这里,几万年都不会掉下来,因此被称为“墓地轨道”。
墓地轨道比静止轨道高200公里以上
北斗卫星有能力自己运动到“墓地轨道”,为了配合实践21号“抓卫星”的实验,地面控制人员将它留在了原地。北斗二号G2星失效后发生摆动,它类似于一颗GSO卫星,要想成功地抓住这颗不停晃来晃去的卫星极不容易。
实践21号(黄)快速接近目标飞行器
从地面监视数据转化形成的图像看,实践21号先是高速接近北斗二号G2卫星,然后用了几天时间绕着目标运动,渐渐靠近它,最后于1月22日成功用机械臂抓住了这颗失效卫星,两星形成组合体。
实践21号绕飞并靠近北斗2号
卫星在太空运行,由于四周没有支撑点,只需要一个极小的力就能让它翻滚。在太空中接近和跟踪卫星的难度不大,但要想抓住它,你不仅需要保证二者之间相对速度为0,“出手”要极其精准、“柔和”。同时由于卫星与地面双向通信存在延时,因此“抓卫星”的动作完全是由实践21号自主判断、自动完成。
实践21号组合体开始轨道机动
实践21号“抓住”北斗二号G2星后,两颗卫星形成组合体,由实践21号启动发动机,将北斗卫星带离原先的位置并向上爬升,1月26日12:00(国际标准时间)实践21号在非洲上空与北斗卫星分离,成功将其送入“墓地轨道”。完成任务后,实践21号随即返回到地球静止轨道。
实践21号释放北斗2号卫星
2021年7月,在实践20号在地球同步轨道与地面开展5.5GHz带宽Q/V频段通信实验时,一个“偷窥者”——美国USA-271卫星危险接近中国卫星,试图截获星地通信信号。鉴于USA-271卫星一度靠近至30公里,为避免碰撞,实践20号被迫做出轨道调整。
2022年1月8日,美国USA-270卫星再一次高速穿插到中国实验12号01、02星下方,试图窃听信号,与其中一颗卫星距离近至73公里。由于地面监控系统预判到USA-270意图,实验12号双星提前实施轨道机动,躲开了“偷窥者”。
USA270接近试验12号双星
外国人提出设想,中国负责将PPT变为现实,实践二十一号卫星已经展示出空中抓卫星的超强功夫,“展示了美国此前才展示的能力”,相信以后USA-2XX卫星不敢再贸然靠近实践21号,否则就是自投罗网。
但凡能够不讲理,USA们是一定不会讲道理的,而到了惹不起的时候,他们就只能“深感忧虑”并大打嘴炮:“承认太空中日益增长的军事威胁”,“呼吁建立基于规则的国际秩序”。
秩序从来都是由强者制定,这样挺好,不是么?