“千帆星座”12000颗卫星组网,首批18颗入轨意义重大,西方关注

以山爱科学 2024-08-11 22:26:51

今年的八月六号下午两点四十二分,中国使用长征六号改运载火箭,将千帆极轨01组卫星发射升空。

这次发射任务送入太空的一共是十八颗卫星,任务顺利完成。

但在这次发射的过程中出现了一个瑕疵,发射使用的火箭末级在脱离火箭之后,发生了爆炸解体。

这次爆炸产生了很多的碎片,一家国外的公司,进行了专门的观察,发现碎片的数量超过了九百块。

而且爆炸是在距离地面八百一十公里的地方进行的,所以这意味着九百多块的碎片,会在太空中漂浮很长一段时间。

对于这件事美国太空探索技术公司,也就是SpaceX,发表了声明。

首先他们确定了这次爆炸产生的碎片,不会对其公司的星链有重大的影响,但强调了碎片的位置很高,碎片停留的时间会很长。

当然在这次声明中,他们还强调了美国航天技术不会产生这样的碎片,言外之意很明显,中国的技术不如人,才会弄出这么多的太空垃圾。

中国的技术如何,其实不用多说,毕竟中国的空间站宇航员可以做到来去自如,而美国在国际空间站滞留的宇航员,现在也不知道待了多少天了?

那么今天就来说说太空垃圾,以及国版星链计划——千帆星座。

太空垃圾

说到太空垃圾,想到的就是它的危害性。

这些东西,在近地轨道上以一秒七到八公里的速度飞行,如果在更高的空间,比如三万六千公里的地方,速度会下降到一秒三公里。

这种速度的危害性是非常大的。

要知道一支小口径步枪的速度才接近一公里每秒。

再加上太空中的飞行器本身也是有速度的,双方要是撞了,相对速度会更大,那么产生的破坏力就会更加的惊人。

比如一块只有十克重量的太空垃圾,撞上一颗卫星,就像地面上两辆以一百公里每小时的汽车相撞产生的威力。

所以卫星遇到太空垃圾,被击穿是最好的结果,毕竟有可能卫星补救一下还能用,如果遇到击毁,就意味着卫星报废的同时,太空中会多出更多的碎片。

现在在太空中,十厘米以上的太空垃圾就有九千多个,更小的有十万个以上。

这些垃圾多种多样,很多都想不到,比如手套、油漆片、固体状态的推进剂、摄像机、牙刷、扳手、甚至还有工具包。

当然还有人为制造的太空垃圾,比如美国在上个世纪六十年代,将四亿三千万根铜针,散布在太空的轨道上。

这些针长度不到两厘米,直径只有二十五微米到十八微米。

那么美国当年为什么这么做呢?

这是一个叫做西福特的计划,据说目的是利用这些散布在近地轨道上的金属针,来反射无线电信号,从而解决美军在通信上出现的问题。

按照美国当年的说法,这些针会在三年后离开轨道返回大气层,但到了现在,这些针还有很多停留在轨道上。

有记载天空中最早的垃圾,其实就是美国丢弃在太空中的一颗卫星,到现在还在天上呢。

中国这次火箭末级爆炸产生了九百多块碎片,听起来是很多,但比这些垃圾还是少了很多。

而且中国对于太空垃圾是十分注意的,比如在2005年三月份的时候,就建立了中国科学院空间目标与碎片观测研究中心。

以此打造中国在太空中的安全预警系统。

不仅如此,还在2016年的时候,发射了一台叫做遨龙一号的空间碎片主动清理飞行器。

当然了,清理太空垃圾的任务,其他国家也在推进,比如俄罗斯就曾经提出过制造一个叫做扫除者的卫星。

扫除者重四吨,计划可以做到在半年为一个周期的时间里,带走不超过十个报废的卫星,或者是火箭的残骸。

千帆星座

千帆星座和星链相似。

先来看看星链。

星链最开始提出的宗旨是,开发全球卫星的互联网系统,甚至以后的发展目标,是在太阳系内建立起通信基础建设。

而这样的一个计划想要实现,就需要在近地轨道上部署一万两千颗卫星。

现在晚上在地面有时候还能看到,排成一条线的星链卫星,在太空中快速移动。

这些卫星提供的上网服务,也是明码标价的,比如面向民用的普通版本,月租费用是九十九美元,硬件费用是四百九十九美元。

当然也有更贵的,比如硬件费用达到一万美元,月租费达到五千美元的服务。

看起来就是一个提供上网服务的卫星群。

其实不然,到了2022年的时候,星链就开始为美国国防部服务了,进入到2023年,又开始给美军的各种军事单位进行服务。

其实在星链的研发过程中,美军就赞助过近三千万美元进行扶持,在2019财年的时候,就有一笔高达两亿多美元的专项费用,是拨给商业航天企业研发高速军用互联网的。

所以星链是具备军事功能的。

类似这样的卫星计划,在美国还有很多。

比如在2020八月份的时候,美国的一家叫做超级地球观察者公司就获得了美军一份合同。

合同内容是研发小型超低轨道光学成像卫星,可以在二百五十公里的高度,对地面进行观察,甚至可以做到截获微弱电子信号的能力。

关键这些卫星的体积小,造价非常的便宜。

类似星链的卫星网络,被叫做星座计划。

这样的计划,在美国有很多的。

比如波音的星座计划,要在低轨道上部署近三千颗卫星。

其他林林总总至少也要部署百颗以上,这里面包括开普勒星座计划,加拿大电信卫星公司的电信星星座。

这些低轨道的不算,O3b甚至提出在八千多公里的赤道轨道上,部署O3b星座。

如此众多的类似星链的星座计划,就知道这种卫星群的能力是非常强的。

当然了好处多多,危险也就存在了,比如星链就有曾经两次接近中国空间站的经历。

所以中国也就有必要拥有类似的星座计划,这就有了千帆星座。

这次由长征六号发射的千帆星座,是千帆星座的首批卫星。

也意味着中国启动了商业卫星互联网的太空组网项目。

整个计划要持续到2030年,总共要发射一万五千颗卫星。

到时候就可以在全球组网,为全球各地的人员提供网络服务。

如果计划完成,只要有一部手机,不管是在大漠深处,还在大海的深处,都可以进行上网。

这些千帆卫星非常的有特点,在轨运行的设计寿命是七年,而星链卫星的寿命是五年。

千帆卫星还可以做到进行自我检查,自我修复,也就是说在执行任务的过程中,会检查卫星本身有没有问题,一旦出现问题,它还会进行自动处理。

往后千帆卫星还可以做到 一箭三十六颗的程度。

这就意味着在火箭运载能力不变的情况下,千帆卫星的个头和重量都会向更加小型化的方向发展。

这会将成本下降很多。

再有就是千帆卫星使用的电推进系统,在过去是没有量产的。

之所以没有达到量产的标准,原因是使用的氙气非常的昂贵。

如果这个问题解决不了,星座的商业化运作就会出现一些问题。

毕竟商业运作最大的点就是压缩成本。

所以对于这个问题,研发千帆星座的团队,进行了技术攻关,目前将这个成本压缩到原来的一成到两成的程度。

这可是了不得的进步。

更加重要的是,以后造千帆卫星就可以像生产汽车一样,进行流水线作业。

要知道,过去制作卫星的时候,卫星是放在哪里不动的,然后将一道道工序加持在卫星上的。

所以将卫星的生产变成流水线的作业,这绝对是一个非常大的进步,也提高了千帆卫星的生产效率。

想想看,将一个卫星的壳子放到生产线上,等到从车间里再出来的时候,就是一颗完整的卫星了。

中间的提高的效率自不必说。

不过需要说明的是,一颗千帆卫星从开始生产,到最后成品出来需要两个月的时间。

这个时间一般人听起来感觉会很长,其实这算是时间少的了。

而且研发团队现在向着另一个目标进发,想要将千帆卫星的生产时间进一步的压缩,变成一个月的生产周期。

这就更加了不得。

其实,各种效率的提高,是科研团队对生产过程中细节的把控,和超越一般思维的努力。

比如在生产千帆卫星的过程中,科研团队就发现了一种叫做蜂窝板的工具。

这种工具 在使用的过程中,不仅效率不高,散热的效果也差。

注意到这个细节之后,科研人员就开始琢磨如何处理这个问题。

最终解决了个问题的同时,还让千帆卫星的结构性能提高了不少,这也算是意外之喜了。

还有一个可看点,现在发射上去的十八颗千帆卫星,是科研团队用了一年半的时间研发出来的。

这个研发时间长度不算长,而且在研发的过程中,还改进了不少传统的制作工艺。

最后说一句,中国的科研人员非常的优秀。

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以山爱科学

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