Contents ...
udn網路城邦
中國實驗衛星可太空加油意義甚大
2025/01/12 23:00
瀏覽36
迴響0
推薦8
引用0

中國實驗衛星太空加油意義甚大

 

一、太空衛星可利用加油延長壽命 

   衛星科技在中美競爭上愈形重要,依據太空新聞網報導,2025年1月6日,中國長征三號乙火箭從西昌升空,將實踐25號衛星送入軌道,拉開了 2025 年發射活動的序幕,旨在推進衛星在軌加油技術,延長衛星壽命。實踐 25 號由中國航太科技集團公司(CASC)的主要子公司上海航天技術研究院 (SAST) 開發和製造。根據 SAST 的一份聲明,該航太器將用於「衛星燃料補充和壽命延長服務技術驗證」。該衛星被發射到地球靜止轉移軌道 (GTO),長征三號乙火箭是中國向 GTO 發射的主力火箭,實踐 25 號任務表明,中國正專注於提高維護和延長已在軌衛星使用壽命的能力。這種能力可以降低成本並提高太空運營的可持續性,在軍事用途上可攻擊他國衛星。這項任務在透明度較低的情況下進行可能被視為雙重目的。雖然表面上該任務可能側重於延長民用衛星的使用壽命,但這些能力將來可用於通過在軌服務來支持軍用衛星,解放軍正在為和平時期和戰時場景的在軌衛星加油開發技術和訓練工具。此任務是在2021年發射「實踐 21 號」空間碎片緩解衛星之後進行的,這艘航太器也是由 SAST 開發的,它與一顆報廢的北斗導航衛星對接,並將其拖到赤道上方 35,786 公里的地球同步帶上方的墓地軌道上。根據發射前披露的明顯相關模型,該衛星可能攜帶了先進的機械臂或對接機構,以捕獲、操縱和重新定位衛星或碎片。 

   這些任務表明中國正在制定一種全面的方法來應對太空行動的挑戰,包括可持續性、效率和減少碎片。中國還有一家商業公司計劃進行加油和主動清除碎片的示範任務。與此同時,美國諾斯羅普·格魯曼公司的子公司計劃於2026年發射其下一代衛星服務飛行器任務機器人飛行器(MRV)。實踐25號是中國2025年的首次軌道發射。2024年中國火箭進行了68次發射,中國 2025 年的主要任務包括載人神舟和天舟貨運任務,以及天問二號近地小行星樣本返回任務。中國航太科技集團公司 1 月 6 日表示,計劃在 2025 年發射 10 多枚長征三號系列火箭。今年還將推出一系列消耗性和可重複使用的運載火箭。如同空中加油技術讓戰鬥機的作戰半徑得到極大擴展,太空加油機也有類似功能。實踐二十五號衛星是中國首次進行太空加油實驗的重要航太器,其成功發射不僅展現中國在軌服務技術的重大進展,也預示中美太空科技差距縮小。 

二、中國的太空雄心 

   自 2013 年以來,習近平主席一直要求中國成為太空大國。2024 年 10 月,中國公佈了一項雄心勃勃的太空發展計劃,重點關注五個前沿領域:極端宇宙研究、時空現象、太陽-地球系統觀測、宜居行星研究以及太空生物和物理科學。中國計劃在2030年前實施載人登月,中國也想進入太空旅遊市場。中國已在2024年完成了68次火箭發射,超過2023年的總數。地球靜止軌道(GEO)如同一條光環,關係著全球的通信、導航、氣象觀測等關鍵任務。它承載著無數衛星,其正常運行直接影響全球經濟、軍事和科學研究。然而一旦燃料耗盡,衛星將失去姿態控制和軌道維持能力,最終走向報廢或淪為太空垃圾。對於GEO衛星而言,燃料耗盡是導致“退役”的主要原因。這種衛星通常較重、造價高昂,如中國天通一號通信衛星品質約為5.5噸,它正為包括華為手機在內的設備提供天地通訊服務。採用東方紅五號平臺,專用於驗證新一代高通量通信技術的實踐二十號衛星重量高達8噸。這些衛星的高價值與高成本,使得通過太空加油延長其使用壽命成為必要。因此“太空加油”應運而生。這項技術通過在軌為衛星補充燃料,可以顯著延長衛星壽命,減少昂貴的衛星更換頻率,提高資源利用效率。 

   美國的太空加油技術起步較早,2019年,諾斯羅普·格魯曼公司通過MEV-1任務擴展飛行器成功為一顆名為IS-901的通信衛星補充燃料,延長了其5年的使用壽命,這是全球首個成功的商業化太空加油任務。MEV-1的工作原理是與目標衛星進行精確軌道對接,通過專門設計的介面輸送燃料。與美國相比,中國的太空加油技術起步稍晚,但進展迅速。相比重新發射一顆新衛星,通過太空加油延壽的成本可降低35%以上。在2022年珠海航展,航天科技第八研究院展示了補加服務飛行器的模型,具備自主導航、精確對接和多功能補給能力。2022年1月,中國實踐21號衛星成功與已報廢的北斗二號G2導航衛星對接,將其拖至“墓地軌道”。實踐25號衛星後續任務需驗證自主導航與精確對接:衛星通過雷達與光學成像系統,實現對目標衛星的高精度跟蹤與識別。機械臂操作與補加介面:採用自主研發的標準化對接介面,確保燃料補加過程的安全與穩定。實踐25號衛星在美西方卻引起了強烈關注,西方媒體認為中國此次技術突破不僅僅是一次單純的航太技術實驗,更可能具備潛在的軍事用途。美西方對於中國太空加油技術的擔憂主要集中在幾個方面:首先,西方分析人士擔心此技術可能被用於軍事目的,如軍用衛星延壽、提升太空態勢感知能力,並可能被用作捕獲或干擾其他國家衛星。 

三、在軌加油及自動駕駛技術將徹底改變衛星功能 

   太空加油是非常大的生意,未來可望逐步拓展太空加油的服務範圍,從GEO衛星延伸至低軌衛星(LEO)和中軌衛星(MEO),甚至服務於未來的深空探測任務。2024 年 11 月,中國發射了兩顆自動駕駛衛星——四維高晶203和高晶204,這兩顆衛星被稱為“自動駕駛”衛星,達到了一個歷史性的里程碑。這些開創性的衛星可以獨立調整其軌道和軌道,無需地面控制系統。這些尖端衛星由長征二號丙運載火箭從中國西北部的酒泉衛星發射中心發射,有望徹底改變商業太空測繪。憑藉自主導航甚至返回軌道和四處飛行的能力,它們正在為自主空間技術設定新標準。這些自動駕駛衛星由中國航太科技集團公司 (CASC) 旗下的上海航天技術研究院 (SAST) 開發,旨在改變地球觀測。開發人員將這些衛星設想為自主系統主導太空運營的新時代的預兆,從而提高商業測繪的準確性和效率。這些衛星採用先進的合成孔徑雷達 (SAR) 技術,可實現高解析度圖像和精確的空間數據收集。該系統在各種應用中表現出色,從災害管理到農業監測,在所有天氣條件和一天中的時間都能有效運行。SAR 技術使這些衛星能夠從近地軌道持續傳輸關鍵數據,為民用和戰略目的提供有價值的資訊。 

   這些發射是中國雄心勃勃的「四維商業遙感星座工程」的一部分,該專案的目標是到2025年部署28顆衛星。該專案於 2022 年獲得中國航太科技集團公司 (CASC) 批准,將服務於包括海上監視和土地管理在內的多個行業。2024年4月,中國航太科技集團公司研製的商業光學衛星「四維高晶 3 01」發射升空,標誌著中國航太雄心的又一個里程碑。與依賴可見光和近紅外波段的光學衛星不同,高晶二號衛星採用 SAR 技術,提供全天候、晝夜觀測能力。此外,2024年9月,中國發射了第一顆「可重複使用、可返回」的衛星「實踐 19 號」,在太空技術方面取得了突破性的飛躍。該衛星成功部署在長征二號丁火箭上,標誌著中國航太能力的一個重要里程碑。值得注意的是,中國也因 2023 年 8 月推出 Ludi Tance 4-01 而成為頭條新聞。這顆衛星是世界上第一顆在「地球同步軌道」上運行的衛星,可提供至少三分之一地球表面的永久「全天候、全天候」視圖。該中心旨在持續監測中國及周邊地區,並準備顯著加強地震檢測和救災工作。2022 年初,中國還將魯迪 Tance 1-01 衛星發射到近地軌道,以監測滑坡和其他地質現象。這些衛星以及整個 Ludi Tance 系列衛星在中國民用基礎設施的長期太空發展計劃中發揮著關鍵作用,重點是用於陸地、海洋和大氣綜合監測的高解析度和中解析度光學和 SAR 星座。憑藉這些前沿項目,中國將自己定位為天基遙感和環境監測的領導者。 

有誰推薦more

限會員,要發表迴響,請先登入