中国卫星交汇对接是“卫星加油”的前奏么?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 06:46:54
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最近无论是报纸还是网络都在炒作中国此次2颗实践卫星拉近距离,可以干这个那个甚至说过“卫星补给加油”等。。我试着解释一下,为何几十年来,美俄构想的“卫星加油”技术裹足不前,卫星加油截至目前还仅仅是“构想”的原因。

以下是我在:


/来自中华网社区 club.china.com/
    俄专家称中国成功拉近两颗卫星距离

/来自中华网社区 club.china.com/


帖子里面给网友的回复,转帖过来。



aaa





   

   

刀口透露是在做卫星燃料加注试验,,在网天反导贴17756楼



    原文如下:



    我们的这个试验其实是为在轨卫星加注燃料的试验。



    我们给汽车加油使用的是加油枪,换成一把手枪有什么不可能呢?



    给在轨卫星加注燃料就是精确的太空对接,比卫星打掉卫星难得多。前一段我们试验过在轨卫星换位,目前是进一步的试验。这个能力世界上只有两家。



    将来我们的长征五可以携带几十吨的低轨道卫星,非常昂贵,这些卫星将因为燃料耗尽而坠毁,因为她需要经常变轨,变轨就要启动小火箭,燃料消耗就大。



    所以,这个工作我们要组在前面。



    击毁卫星对我们已经不算什么了,精确对接技术才是王道!这项技术对遥测系统提出了更高的要求,一般国家如棒子什么的就算球了,见不到亮的。



-------------------------

--------------------------


    下面我就简单阐述一下,为何几十年来卫星加油技术裹足不前,卫星加油截至目前还仅仅是“构想”的原因。

  
    先说对接:

  
    对接是个基础技术,就像靠驾照一样,有了驾照,你可以开出租、可以开公共汽车、可以开小汽车、可以开大汽车,当然,驾照分级,而对接技术也分级,

  
    低级的就是“碰撞式”交汇对接,空间无人小飞行器的交汇对接,然后是载人大飞行器或复杂飞行器连续对接,然后的有人和无人飞行器按程序日常化对接(和平、礼炮、国际空间站都是用俄罗斯的这个技术),目前最高级的就是美国的机械手“捕捉式”交汇对接——这个也是交汇对接的一个变形,主要用于航天飞机或空间站对卫星的释放、捕捉,平时经常用于特定释放或者捕捉后维护卫星用,国际空间站也打算用机械手捉放大型部件,进行太空日常维护。。这些都是对接的变形技术。

  
    对接的两个物体都是高速、高空、轨道运转。最高级的对接是非轨道对接,目前非轨道飞行对接很难用于卫星、空间站等人造物体之间的对接,因为技术达不到接口化对接的标准,一般仅仅用作一般用作飞行器外太空着陆,如日本的隼鸟探测器,很成功的与彗星进行了“对接”——其实就是一种变态着落。

  
    我国第一次实验神舟工程的交汇对接是,神七放飞“伴星1号”小卫星,在放飞后,短时模拟了小卫星与神七的共轨道变距飞行,这些都是为以后的交汇对接做技术储备和验证。此次实践卫星变距伴飞实验,就是为了今后的神舟与天宫一号无人对接做进一步技术准备。



那么对接都可以干啥呢?我在这个帖子试着回答过:

  
一般是5类:

  
1、反卫星武器——苏联时代的所谓“太空雷”,杀手星追赶上目标星,直接撞击或爆炸。美国的反卫星武器是用“导弹”的形式完成的,大多数巡航段是采取发动机推进非轨道拉近的模式,若采取轨道拉近模式完成追击,那么此时导弹引导头和战斗部也可以看做是一颗“卫星”

  
2、捕获——这个技术美苏都有,就是航天飞机等飞临目标星(这个“飞临”其实也是轨道调整为主,极少有太空火箭推进,此时航天飞机可以看做是一颗主动控制姿态的卫星),,,美国本月披露了“太空垃圾捕获”计划,其实就是在敌对状态时可以随意捕捉或抵近破坏敌国卫星,当然现在这个效率太差,航天飞机空间有限,捕获卫星时为了防撞击操作程序极其复杂,战时实用性太差。

  
3、监视或侦察——主要是身份确认,或捕捉图像、电子信号。这个在冷战时期美苏都做过,因为仅仅靠地面观测站的雷达或望远镜很难获得更清晰的敌方卫星图像资料,一些具体图像资料可以分析卫星的性能。也可以用作对己方航天器的观察,比如神舟7号的伴飞小卫星。

  
4、交会对接的前奏——我觉得我国此次实验,主要是为了这个,载人航天的无人对接的前奏。神舟7号的伴飞小卫星也有一些这个意思。

  
5、卫星星座及紧急补位,这个比如原来你有一个距离40公里的双星侦查星座,战时让人家搞掉了一个,你必须马上补发一颗卫星,然后根据战场变化,随时调整新卫星和老卫星的位置,让他们在新战场上空形成间距40公里的新双星侦查星座。。在所谓“微小卫星”(又叫纳米卫星)时代,这个技术非常实用。小卫星间距的随时调整,对战场侦查等特殊工作具有相当意义。

  
也许还有,欢迎补充和纠正。

  
----------------

  
接着说,为啥“卫星加油”这个构想到现在都无法真正实现呢?

  
因为,目前和以前的技术,“卫星加油”的效费比极低,技术风险极高,不划算。。卫星的寿命主要受2个因素影响——1、部件寿命,2、动力寿命,

  
a说燃料:卫星燃料大多仅仅用于调整轨道高度的燃烧燃料(就是一个小型的特殊助推火箭系统),绝对不是提供设备动力的发电燃料,太空没有氧气,发射成本高,不可能给几百公斤的卫星工作组件配备几吨的氧化剂和燃烧剂用力发电,,所以卫星的工作动力主要靠太阳能电池板和核电池等。。卫星轨道变动较少,有2中情况:1是发射出现问题,运载火箭没有把卫星发到预定轨道,需要用卫星自带动力燃料进行轨道调整,但是这是特例;2是低轨卫星为了避免在卫星部件寿命到期前,因为地球引力原因导致的坠入大气层而进行的不定期调轨,当然还有3就是一些卫星因为电池板打开故障等,需要大姿态调姿此时也可能要开一下助推火箭。。。这些助推用燃料往往在卫星生产时就一次性装载完毕,因为此类东西的安全性、精确性要求高。在无人状态下,靠交汇对接来“更换”,目前还是天方夜谭。。导弹也是这个机制,谁听说过往飞行中的导弹发动机里面加注燃料的?(导弹发动机也可以多次点火,在熄火期间你也没法往里面加注燃料);谁又听说过,给飞行中的导弹更换发动机及其燃料的?对吧。。同理,目前没有给卫星更换助推动力模块或加注燃料的成熟技术和必要性。。即便是老美的航天飞机机械手捕捉卫星后进舱维护延寿,也没有更换卫星助推动力总成的,因为那个太危险了,在太空中拧个螺母有时候都需要几个小时,赶这么危险的活。。。炸了,航天飞机也就完蛋了。

  
b再说工作动力,目前卫星的主要工作动力还是太阳能帆板或者核电池、特种燃料电池。其中后两类主要用作低空低轨飞行器或深空飞行器工作时使用,因为他们享受太阳的时间少或者根本没有,只能依靠非太阳能源。即便是太阳能驱动的卫星,也大多有个蓄电池,有些大卫星也有1个燃烧性紧急发电火箭,在极特殊情况下靠仅仅几秒钟的一次性燃烧热量紧急发电,使得卫星系统重新启动(j10等飞机也大多有此类紧急发电系统)。

  
c说卫星寿命,卫星加油一般是为了延寿,卫星自然寿命3年,大多是只卫星助推燃料寿命和卫星结构寿命、部件寿命三者的公允值,这个往往就是卫星的设计寿命。比如设计一个低轨侦察卫星,总预算1亿,要求使用3年,那么在此限度内综合考虑,用什么材料、带多少助推燃料。一颗侦查卫星几个钱?给他“加油”的卫星需要多少钱?值么?呵呵。。。不会有敞开了花钱,要求设计一款寿命50年的超豪华卫星,为这类天价卫星,才值得去专门发射“补给加油卫星给其提供源源不断的变轨助推燃料”。。目前经常进行“补给”的只有空间站,而且加注的不是燃料,而是硬件设备和日常生活用品及新的宇航员。空间站上的人可以自主维修空间站,卫星不行,你给卫星带去东西,比如助推燃料,助推燃料都是成品助推火箭,你怎么把老卫星上的那个部件拆了,把新的装上?靠航天飞机,航天飞机飞一次多少钱?能维修几个卫星?(每一次维修都需要至少2次高级的交汇对接)。。

  
卫星寿命目前主要是在壳体材料和非壳体材料寿命上,尤其是非壳体材料,比如固体润滑剂、特种密封体等,这些东西比金属、非金属壳体的寿命要短,他们寿命到期了,仅仅靠其他卫星过来“交汇对接”解决不了任何问题。而润滑剂等都是直接附着在机械部件内的,就像汽车、自行车轴承里面的润滑黄油,你不给他拆下来,你没法往里面加注润滑剂(修过自行车的都知道)。

  
还有一个问题,就是目前交汇对接技术都是美俄垄断,他们各自经常用助推燃料火箭的卫星大多是低轨的侦查卫星,此类卫星的更新速度快,往往3-4年就一个小批次,10年就彻底换代了,他们才不会为了延续一个老卫星的寿命而不断用高价发射新的“补给卫星”呢。

  
所以说,目前美俄交汇对接技术虽然常用,但是规划中的“卫星加油”技术却限于想像了。。只有等今后技术进一步发展后,卫星部件寿命大幅度延长,而卫星调姿、调轨燃料火箭数量远远小于卫星实际寿命时,且这些调姿火箭是模块化的,可以无人拆卸的前提下,才会有卫星交汇对接的手段来延续老旧卫星寿命的情况出现。

  
还有一点,美国对卫星交汇对接进行补给的构想不仅仅限于“燃料”,更规划过武器部件,就是外太空电离子炮或重金属炮卫星,在发射过一个流程后,用新发射卫星去补充弹药。。。。



  
    中国卫星交汇对接是“卫星加油”的前奏么?

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如果硬说是,那么这个前奏也太前了吧。。。。
http://club.china.com/data/thread/1013/2717/30/06/5_1.html作者:zibao发短信加好友更多作品
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最近无论是报纸还是网络都在炒作中国此次2颗实践卫星拉近距离,可以干这个那个甚至说过“卫星补给加油”等。。我试着解释一下,为何几十年来,美俄构想的“卫星加油”技术裹足不前,卫星加油截至目前还仅仅是“构想”的原因。

以下是我在:


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    我们的这个试验其实是为在轨卫星加注燃料的试验。



    我们给汽车加油使用的是加油枪,换成一把手枪有什么不可能呢?



    给在轨卫星加注燃料就是精确的太空对接,比卫星打掉卫星难得多。前一段我们试验过在轨卫星换位,目前是进一步的试验。这个能力世界上只有两家。



    将来我们的长征五可以携带几十吨的低轨道卫星,非常昂贵,这些卫星将因为燃料耗尽而坠毁,因为她需要经常变轨,变轨就要启动小火箭,燃料消耗就大。



    所以,这个工作我们要组在前面。



    击毁卫星对我们已经不算什么了,精确对接技术才是王道!这项技术对遥测系统提出了更高的要求,一般国家如棒子什么的就算球了,见不到亮的。



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    下面我就简单阐述一下,为何几十年来卫星加油技术裹足不前,卫星加油截至目前还仅仅是“构想”的原因。

  
    先说对接:

  
    对接是个基础技术,就像靠驾照一样,有了驾照,你可以开出租、可以开公共汽车、可以开小汽车、可以开大汽车,当然,驾照分级,而对接技术也分级,

  
    低级的就是“碰撞式”交汇对接,空间无人小飞行器的交汇对接,然后是载人大飞行器或复杂飞行器连续对接,然后的有人和无人飞行器按程序日常化对接(和平、礼炮、国际空间站都是用俄罗斯的这个技术),目前最高级的就是美国的机械手“捕捉式”交汇对接——这个也是交汇对接的一个变形,主要用于航天飞机或空间站对卫星的释放、捕捉,平时经常用于特定释放或者捕捉后维护卫星用,国际空间站也打算用机械手捉放大型部件,进行太空日常维护。。这些都是对接的变形技术。

  
    对接的两个物体都是高速、高空、轨道运转。最高级的对接是非轨道对接,目前非轨道飞行对接很难用于卫星、空间站等人造物体之间的对接,因为技术达不到接口化对接的标准,一般仅仅用作一般用作飞行器外太空着陆,如日本的隼鸟探测器,很成功的与彗星进行了“对接”——其实就是一种变态着落。

  
    我国第一次实验神舟工程的交汇对接是,神七放飞“伴星1号”小卫星,在放飞后,短时模拟了小卫星与神七的共轨道变距飞行,这些都是为以后的交汇对接做技术储备和验证。此次实践卫星变距伴飞实验,就是为了今后的神舟与天宫一号无人对接做进一步技术准备。



那么对接都可以干啥呢?我在这个帖子试着回答过:

  
一般是5类:

  
1、反卫星武器——苏联时代的所谓“太空雷”,杀手星追赶上目标星,直接撞击或爆炸。美国的反卫星武器是用“导弹”的形式完成的,大多数巡航段是采取发动机推进非轨道拉近的模式,若采取轨道拉近模式完成追击,那么此时导弹引导头和战斗部也可以看做是一颗“卫星”

  
2、捕获——这个技术美苏都有,就是航天飞机等飞临目标星(这个“飞临”其实也是轨道调整为主,极少有太空火箭推进,此时航天飞机可以看做是一颗主动控制姿态的卫星),,,美国本月披露了“太空垃圾捕获”计划,其实就是在敌对状态时可以随意捕捉或抵近破坏敌国卫星,当然现在这个效率太差,航天飞机空间有限,捕获卫星时为了防撞击操作程序极其复杂,战时实用性太差。

  
3、监视或侦察——主要是身份确认,或捕捉图像、电子信号。这个在冷战时期美苏都做过,因为仅仅靠地面观测站的雷达或望远镜很难获得更清晰的敌方卫星图像资料,一些具体图像资料可以分析卫星的性能。也可以用作对己方航天器的观察,比如神舟7号的伴飞小卫星。

  
4、交会对接的前奏——我觉得我国此次实验,主要是为了这个,载人航天的无人对接的前奏。神舟7号的伴飞小卫星也有一些这个意思。

  
5、卫星星座及紧急补位,这个比如原来你有一个距离40公里的双星侦查星座,战时让人家搞掉了一个,你必须马上补发一颗卫星,然后根据战场变化,随时调整新卫星和老卫星的位置,让他们在新战场上空形成间距40公里的新双星侦查星座。。在所谓“微小卫星”(又叫纳米卫星)时代,这个技术非常实用。小卫星间距的随时调整,对战场侦查等特殊工作具有相当意义。

  
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接着说,为啥“卫星加油”这个构想到现在都无法真正实现呢?

  
因为,目前和以前的技术,“卫星加油”的效费比极低,技术风险极高,不划算。。卫星的寿命主要受2个因素影响——1、部件寿命,2、动力寿命,

  
a说燃料:卫星燃料大多仅仅用于调整轨道高度的燃烧燃料(就是一个小型的特殊助推火箭系统),绝对不是提供设备动力的发电燃料,太空没有氧气,发射成本高,不可能给几百公斤的卫星工作组件配备几吨的氧化剂和燃烧剂用力发电,,所以卫星的工作动力主要靠太阳能电池板和核电池等。。卫星轨道变动较少,有2中情况:1是发射出现问题,运载火箭没有把卫星发到预定轨道,需要用卫星自带动力燃料进行轨道调整,但是这是特例;2是低轨卫星为了避免在卫星部件寿命到期前,因为地球引力原因导致的坠入大气层而进行的不定期调轨,当然还有3就是一些卫星因为电池板打开故障等,需要大姿态调姿此时也可能要开一下助推火箭。。。这些助推用燃料往往在卫星生产时就一次性装载完毕,因为此类东西的安全性、精确性要求高。在无人状态下,靠交汇对接来“更换”,目前还是天方夜谭。。导弹也是这个机制,谁听说过往飞行中的导弹发动机里面加注燃料的?(导弹发动机也可以多次点火,在熄火期间你也没法往里面加注燃料);谁又听说过,给飞行中的导弹更换发动机及其燃料的?对吧。。同理,目前没有给卫星更换助推动力模块或加注燃料的成熟技术和必要性。。即便是老美的航天飞机机械手捕捉卫星后进舱维护延寿,也没有更换卫星助推动力总成的,因为那个太危险了,在太空中拧个螺母有时候都需要几个小时,赶这么危险的活。。。炸了,航天飞机也就完蛋了。

  
b再说工作动力,目前卫星的主要工作动力还是太阳能帆板或者核电池、特种燃料电池。其中后两类主要用作低空低轨飞行器或深空飞行器工作时使用,因为他们享受太阳的时间少或者根本没有,只能依靠非太阳能源。即便是太阳能驱动的卫星,也大多有个蓄电池,有些大卫星也有1个燃烧性紧急发电火箭,在极特殊情况下靠仅仅几秒钟的一次性燃烧热量紧急发电,使得卫星系统重新启动(j10等飞机也大多有此类紧急发电系统)。

  
c说卫星寿命,卫星加油一般是为了延寿,卫星自然寿命3年,大多是只卫星助推燃料寿命和卫星结构寿命、部件寿命三者的公允值,这个往往就是卫星的设计寿命。比如设计一个低轨侦察卫星,总预算1亿,要求使用3年,那么在此限度内综合考虑,用什么材料、带多少助推燃料。一颗侦查卫星几个钱?给他“加油”的卫星需要多少钱?值么?呵呵。。。不会有敞开了花钱,要求设计一款寿命50年的超豪华卫星,为这类天价卫星,才值得去专门发射“补给加油卫星给其提供源源不断的变轨助推燃料”。。目前经常进行“补给”的只有空间站,而且加注的不是燃料,而是硬件设备和日常生活用品及新的宇航员。空间站上的人可以自主维修空间站,卫星不行,你给卫星带去东西,比如助推燃料,助推燃料都是成品助推火箭,你怎么把老卫星上的那个部件拆了,把新的装上?靠航天飞机,航天飞机飞一次多少钱?能维修几个卫星?(每一次维修都需要至少2次高级的交汇对接)。。

  
卫星寿命目前主要是在壳体材料和非壳体材料寿命上,尤其是非壳体材料,比如固体润滑剂、特种密封体等,这些东西比金属、非金属壳体的寿命要短,他们寿命到期了,仅仅靠其他卫星过来“交汇对接”解决不了任何问题。而润滑剂等都是直接附着在机械部件内的,就像汽车、自行车轴承里面的润滑黄油,你不给他拆下来,你没法往里面加注润滑剂(修过自行车的都知道)。

  
还有一个问题,就是目前交汇对接技术都是美俄垄断,他们各自经常用助推燃料火箭的卫星大多是低轨的侦查卫星,此类卫星的更新速度快,往往3-4年就一个小批次,10年就彻底换代了,他们才不会为了延续一个老卫星的寿命而不断用高价发射新的“补给卫星”呢。

  
所以说,目前美俄交汇对接技术虽然常用,但是规划中的“卫星加油”技术却限于想像了。。只有等今后技术进一步发展后,卫星部件寿命大幅度延长,而卫星调姿、调轨燃料火箭数量远远小于卫星实际寿命时,且这些调姿火箭是模块化的,可以无人拆卸的前提下,才会有卫星交汇对接的手段来延续老旧卫星寿命的情况出现。

  
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    中国卫星交汇对接是“卫星加油”的前奏么?

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如果硬说是,那么这个前奏也太前了吧。。。。
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不懂,求科普
真要这样。。绝对的实用技术

好好研究吧。。

ps:楼主把一些没用的文字去除掉吧!!整理一下文章的开头和文章结构。。方便阅读!!
{:3_94:}注定要火啊,明后年神舟就要空间对接了吧
看来我们的个别杀手锏子系统还是很不错的呀{:wu:}
铁观音真是无处不卖啊!
这个是高技术,俺学起来有些难度!
我觉得也就是两目的,一试验反卫星新技术,二是为明年天宫组装做准备
LZ的转帖是最为地道的转帖
该用户只能删除 发表于 2010-9-3 11:35


+1024
很牛b的技术!{:3_83:}
回复 8# woodface
非常赞同你的观点。
牛13了,给卫星加燃料,真是好主意
围观!学习!
这技术···好!
这技术···好!
技术要慢慢累积嘛,能做到这步值得我们骄傲了
有技术的实验 赞一个{:hao:}
谁用谁知道呀
无非就是把消防水管的连接工作搞到了几百公里高的地方,民用技术,没啥大惊小怪的!{:jian:}
回复 20# 贰柒壹肆玖


    等着小白兔把消防水管从地面接到几百里空间的那一天……
为天宫的对接做准备实验的吧。
巧立名目发射各种卫星,使用时对接组合。。。哦也
哈哈 不错哟!
这个。。。。
是可返回式加油卫星吗?