我新研“太空巴士”清除非合作衞星4大能力曝光

用衞星抓衞星示意圖

【點擊進入“第10屆珠海航展專題”，觀看更 多精彩內容】

【環球軍事/航空報道】11月11日，第十屆中國航展在珠海隆重開幕，此次航展中國航天科技集團上海航天技術研究院展出了其最新研製的“多星發射上面級”，可以執行中低軌道的多星異軌部署及星座組網補網部署任務，在軌飛行48小時，主發動機具有20次以上的重複啓動能力，最多可一次性實現大於10顆衞星的發射。

“上面級”是一種介於有效載荷與基礎級運載火箭之間的具有自主軌道機動能力的新型運輸工具。由於可以自主地將不同載荷運送到不同軌道，因此被形象地稱為“太空巴士”。據介紹，未來我國還將進一步研究利用上面級清理空間廢舊衞星的作用，能載着廢棄衞星一起飛向“墳墓”軌道，騰出有價值的軌道空間，減少對其他航天器的影響和威脅。這裏所説的“廢舊衞星”，主要指的是位於地球靜止軌道上的衞星，執行清理任務的飛行器稱為“碎片清除飛行器”。

地球靜止軌道是人類寶貴的空間資源，其間運行着眾多通信、中繼等高價值衞星。目前地球靜止軌道上運行着約450顆衞星，而隨着航天技術的不斷發展，靜止軌道將變得越來越擁擠;另一方面，靜止軌道空間碎片有1200多個，主要包括運載火箭末子級或上面級、廢棄衞星、衞星分離物及衞星爆炸或碰撞後產生的碎片，這些空間碎片佔據了寶貴的軌道資源，不僅造成了資源浪費，而且嚴重影響在軌衞星的生存，對空間碎片進行在軌清除成為空間技術發展的重要趨勢之一，美國、俄羅斯、歐洲和日本都已開展相關技術研究。

為什麼要採用上面級來清理空間廢舊衞星呢？就航天專家介紹，這主要是因為上面級具有較強的軌道機動能力，能夠為重達幾噸的衞星提供足夠的速度增量。而為了實現對非合作目標衞星的識別、“捕獲”和拖拽，採用上面級改裝的空間碎片清除飛行器還需要具有以下能力：

自主運行管理能力。為使碎片清除飛行器能夠清除靜止軌道上全區域的廢棄衞星，降低地面操作成本，提升碎片清除的經濟效益，飛行器需要具有自主運行管理能力，主要包括自主任務規劃與管理和自主導航與控制能力，能夠實現地面對任務指令的一次注入，飛行器自主完成對指定區域多個目標的清除工作。

攜帶組合式推進系統。由於時間約束性不強，為減輕質量，提升碎片清除能力，提高任務經濟效益，碎片清除飛行器攜帶“電推進+液體雙組元推進”組合式推進系統。在地球同步轉移軌道段由電推進系統完成;靜止軌道碎片清除任務由液體雙組元推進系統完成，以提升清除過程中的姿態和軌道控制能力，並縮短碎片清除時間，儘快為後續衞星提供軌位。

承載能力。碎片清除飛行器需要完成地球同步軌道轉移、靜止軌道碎片清除等機動，攜帶推進劑量大，同時需要完成對大型衞星的拖拽控制，並安裝多個抓捕裝置，需要具有較強的承載能力。

防撞能力。在對廢棄衞星交會、抓捕和拖拽過程中，碎片清除飛行器需要避免與目標發生碰撞，始終監測與目標之間的距離，必要時採取規避措施。

假設每顆廢棄衞星重3噸，碎片清除飛行器平均每次任務的速度增量約80m/s，耗費燃料約160kg。考慮工程餘量，攜帶1500kg常規化學推進劑能夠實現對6顆靜止軌道廢棄衞星的清除。俄羅斯能源火箭航天公司總裁維塔利·洛波預計，每清理靜止軌道一顆廢棄衞星可以賺2000萬~5000萬美元，清除6顆靜止軌道廢棄衞星可以賺1億~3億美元。可見，太空垃圾清掃服務是錢途無量的。