刚刚!我国4颗卫星在太空组成首个“车轮式编队”,一块绕地球转

博文聊科学 2023-03-31 10:29:22

最近一段时间美国又对我国航天泼脏水,3月29日NASA局长比尔·纳尔逊在回答美国数字新闻网记者提问时指责中国航天缺乏透明度,临近末尾还拐弯抹角地批评中国不懂得分享,应该像美国那样将月壤分享给全世界。

其实,美国在捐赠月壤这事儿上一直在为自己涂脂抹粉,一共捐赠过两次,总量不超过500克,连美国丢失月壤的一个零头都不够,2002两个对月壤感兴趣的实习生偷偷闯入约翰逊航天中心,一次就拿走了101克月壤。

3月中旬美国福克斯新闻网在毫无根据的情况下称中国发射的541颗卫星大部分为间谍卫星,专门用于侦察和收集情报。福克斯新闻网不愿提及的是,世界上第一颗间谍卫星就是美国发射的,2016年又成功将一颗造价20亿美元的NROL-37间谍卫星送入太空,用于监听其他国家的卫星通信。

就在美国频繁污蔑、封杀中国航天的环境下,3月30日中国航天人在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功将4颗卫星送入太阳同步轨道,并在国际上首次实现太空车轮式编队。

先说承担发射任务的长征二号丁运载火箭,该火箭全长41米、芯级直径达3.35米,推进剂为四氧化二氮/偏二甲肼,起飞质量250吨,总推力为302吨,能将1.3吨目标物送往700公里太阳同步轨道,且具有一箭多星、适配多种整流罩的发射能力。

搭乘长征二号丁运载火箭的卫星编队由一颗主星和三颗辅星组成,主星重320千克,辅星重270千克,均为干涉合成孔径雷达卫星,合称宏图一号01组卫星。

当4颗卫星到达预定轨道后自行进行车轮式编队,简单地讲4颗卫星在外界看来像一个正在飞行的车轮,主星位于车轮中部,三颗辅星分布在车轮轮毂上,采用星间通信链路和相位同步链路。

主星和辅星之间相距几百米,不过,并非所有编队的距离都这么近,像咱们的“天琴计划”2035年前后将在距离地球10万公里的太空部署3颗卫星,构成一个边长达17万公里的等边三角形编队,进而建成一个引力波探测天文台。

据了解在4颗卫星编队的加持下,合成孔径雷达可对全球非极区进行1∶50000比例尺测绘,为地面塌陷、滑坡等自然灾害提供数据支撑。

通报中对车轮式卫星编队描述很简单,其实里面含有不少“东西”。

咱们先说一说为何要进行卫星编队,要知道单颗合成孔径雷达卫星是可以使用的。一般而言单颗合成孔径雷达卫星获取的地面信息随着卫星元器件等物理尺寸的增大而增强,但单颗卫星体积增大,综合成本直线上升;同时在单颗成本控制的情况下,综合性能也会受限。

为解决这一矛盾,专家们另辟蹊径想出了新办法——卫星编队。通过将多颗卫星组成一个分布式合成孔径雷达,间接实现卫星物理尺寸增大,进而实现对地面目标物高精度观察,同时降低发射综合成本和难度。

咱们也要承认卫星编队也不是中国首创,早在1997年德国戴姆勒奔驰航空航天公司通过X-MIR探测器与和平号空间站验证了航天器编队飞行的可行性,当时验证了编队飞行下的先进视频相对导航技术。1998年后美国加大了卫星编队研究,试验了编队飞行、星座管理等,也包括分布式疏散孔径雷达信号处理技术。

在车轮式卫星编队之前,我国在实践9号卫星和微波测绘卫星系统也使用了卫星编队,前者利用高分辨率多光谱相机和红卫探测载荷联合对地观测,后者是我国第一次在微波测绘上使用干涉合成孔径雷达技术。

卫星编队有一个难点就是卫星轨道、姿态控制,因为3颗辅星围绕主星需要克服相对微弱的地球引力,通报中关于这一点写到:

通过精密的轨道控制,保证卫星编队在轨构型的稳定性和空间安全性,相对于传统的干涉卫星系统,车轮式编队具有编队构型相对稳定、干涉基线多、测绘效率高的优势。

事实上,我国早就掌握了这种高精度轨道控制。为推进“天琴计划”,2019年12月我国在在山西太原发射了“天琴一号”卫星,该卫星成功验证了高精度惯性传感、微牛级连续可调微推进和无拖曳控制等三大关键技术,其中微牛级可变推力冷气推进系统达到了国际先进水平。

也就是说,我国为实现卫星车轮式编队,早就做好了准备,土豆想说的是:中国航天人真牛!

原创:土豆

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评论列表
  • 2023-04-01 12:59

    什么叫科技创新?这不就是嘛,美国酸了吗

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