在第十三届珠海航展上,中国航天科技集团八院向公众展示了一款“黑科技”产品,被网友称为“太空油罐车”。说实话,这款产品技术含量相当高,未来感十足,可以说非常惊艳!太空油罐车通俗地讲,这款“太空油罐车”是专门用来为地球静止轨道卫星提供“加油”服务的,而且是“送油上门”,不需要卫星亲自前往加油站。要想知道这款“太空油罐车”到底有多牛、对一个国家的重要性有多高,我们首先要从地球静止轨道卫星说起。

所谓“地球静止轨道”,是指当卫星在地球赤道上空运行时,由于运行方向与地球自转方向相同,运行周期又与地球同步,因此,人们从地球上仰望卫星,仿佛悬挂在太空静止不动。所以,人们把零倾角的同步轨道称作静止轨道,在静止轨道上运行的卫星称作地球静止轨道卫星。地球静止轨道卫星地球静止轨道距离地面约36000公里。要想把卫星打到这么高的地方,绝非易事!在发射地球静止轨道卫星时,我们的发射场需要尽可能地靠近赤道位置。

因为火箭和卫星本身要经过好几次调整,才能将自己的轨道从椭圆轨道变成地球同步轨道,再进而变成地球静止轨道。距离赤道位置越近,火箭和卫星需要消耗的燃料就越少,这会直接影响地球静止轨道卫星发射的成本、难度和使用寿命。正是因为存在这样一个先天性难题,所以我国才会在西昌卫星发射基地之外,又在距离赤道更近的海南岛建立了一个文昌卫星发射基地。

卫星而对于高纬度的俄罗斯来说,要想成功发射一颗地球静止轨道卫星,那就更是难上加难了!早在1965年,美国就成功发射了世界上第一颗地球静止轨道卫星。而前苏联在上世纪七十年代之前,就连把中等质量卫星送入有倾角的地球同步轨道都做不到。苏联人很生气,一大堆科学家坐在实验室里通宵达旦地想对策,怎么办?第二天早上,一名身材魁梧、声音洪亮的俄罗斯大汉拍案而起:“角度不够,火箭来凑!”于是,前苏联选择了最简单粗暴的解决方式:建造更大推力的运载火箭。

质子火箭1974年,重达691吨的质子-K/DM组级运载火箭横空出世,并于当年将前苏联第一颗地球静止轨道卫星送上太空。众所周知,卫星在天上绕地球飞行,其本身是不需要任何动力的,靠的是万有引力。那么,我们为什么还需要给天上的卫星加注燃料呢?对于低轨卫星而言,它们距离地面只有三四百公里的距离,这一区域存在空气阻力等因素,所以低轨卫星在绕飞过程中存在一个轨道衰减问题。

如果不加干预,卫星的运行轨道就会越来越低,最终坠入大气层烧毁。卫星但是对于高轨的地球静止轨道卫星而言,它们距离地面36000公里,这一区域的空气阻力可以忽略不计,那么它还会存在轨道衰减问题吗?会!除了空气阻力之外,高轨的地球静止轨道卫星还会受到太阳辐射、引力波动能衰减的影响。在大约616万年之后,它们仍将坠入大气层。

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