卫星再行使:太空上演“搭积木”

原形上,模块化构建还有重视大的军事行使前景。经过“凤凰计划”,美军试图竖立逆卫星作战的新模式。当必要抨击敌方卫星时,可直接行使“凤凰计划”发展的捕获和太空切割技术...


  原形上,模块化构建还有重视大的军事行使前景。经过“凤凰计划”,美军试图竖立逆卫星作战的新模式。当必要抨击敌方卫星时,可直接行使“凤凰计划”发展的捕获和太空切割技术,将敌方的在轨卫星拆除损坏。还能够行使特意开发的卫星基件,更换敌方卫星的新闻处理装置,实现对敌方卫星的“换脑”式限制或策逆。经过模块化构建技术直接从敌方卫星上“窃取”部件,在抨击敌人的同时还能巨大本身,这就比单纯熄灭对手要更加巧妙。

  授予航天器复活命

  异日行使潜力重大

  模块化构建展现了异日航天器发展的汜博行使前景,势必对全球航天技术产生远大影响。行使模块搭建平台,能变通、迅速实现客户需乞降义务定制,大幅降矮航天器的全寿命成本,进一步缩幼安放周期。通太甚批发射的差别模块实现在轨装置,还将脱离现有运载能力奴役,进一步催生出超大型航天器。此外,大量模块化构建的航天器有助于加强空间体系的抗毁性和郑重性,使之更易于维护升级。

  经过数十年不中断的航天发射,现在的地球静止卫星轨道上存留了大量报废卫星。倘若不克对这些报废卫星加以拆除行使,不光会铺张多多太空资源,还会对在轨航天器的坦然造成严主要挟。为此,科学家挑出了卫星“即插即用”的新思路,在太空中对航天器进走“搭积木”拼装再行使。

  破解太空追求难题

  倘若航天器组件能像计算机设备相通具有“即插即用”功能,将会隐微降矮空间体系设计、制造、测试和运走成本。更何况,奴役人类太空追求步伐的还有一项技术瓶颈,就是运载火箭发射能力的制约。倘若能在外太空实现各功能模块的“按需行使”,太空追求也就不消“束手束脚”。

  一旦模块化构建技术发展成熟,具备“在轨拼装卫星”能力的一方,其空间体系的抗毁能力和迅速恢复能力将得到大幅升迁。(张玉民 张瑗敏)

  除美国外,德国宇航局也推出一项钻研项现在,主要思路是将传统卫星平台分解成数个在轨服务智能建造块,经过在轨装置和维护,延迟航天器行使寿命,同时削减太空垃圾的产生。原形上,模块化构建技术的展现,在太空环境珍惜上实在是一项有好之举。

 

(责编:刘金波(演习生)、芈金)

  2002年,美国最先钻研能实走“太空抓捕”的高智慧度太空死板臂,进而挑供“在轨服务”。在模块化构建思路牵引下,美国在“作战相答空间”计划中挑出了“即插即用卫星”概念。在上述钻研基础上,美国国防部高级钻研计划局于2011年进一步启动了“凤凰计划”,旨在捕获退伍的地球静止轨道卫星,再协调片面新发射的卫星,实现在轨直接拼装生成新卫星。

  日前,由美国国防部高级钻研计划局声援研制的“细胞星集成技术实验”卫星进入太阳同步轨道,以进一步在轨验证卫星模块化兼容有效载荷的能力。

  此外,为确保异日搏斗中能及时补充和维护失效军用卫星,美国还挑出“作战相答空间计划”。经过安放迅速相答、矮成本、面向战术特点的幼卫星,行为大型空间体系的有效补充和加强。2006年,美国空军钻研实验室开展了“即插即用卫星”演示验证项现在,经过采用盛开式标准和接口,行使自识别组件,实现模块化卫星的体系自动配置功能,进一步压缩了卫星体系的安放时间和所需成本。

  “超级集成细胞星”聚相符体就好比电脑主板上的中心处理器,相互之间经过开源柔件共享电力、姿态限制和数据处理资源,且中心处理器的运走数目也可经过柔件实时转折,就跟搭积木相通浅易。即便是“超级集成细胞星”中某一个展现了故障,其他“细胞星”上的有关分体系也可经过柔件限制来替代其做事。

  原形上,早在20世纪70年代,美国就挑出“模块化航天器”设计理念,仍在组网的第二代“铱星”商业卫星中就特意预留了通用接口和载荷安置空间。航天器模块化构建不光是实现空间迅速相答的主要途径,也将在空间体系迅速构建、航天器在轨修缮与功能扩展等方面发挥主要作用。

  “细胞星”概念的展现给航天器授予了新的生命力,航天器能够像由细胞组成的有机生命体清淡,实现自吾重组和替换修复。“细胞星”只是“凤凰计划”中关于“拼装卫星”的一幼步。异日还将竖立首面向重复行使的在轨服务支援体系,经过对废舍卫星上的元器件进走回收,终极整相符构建成新的可再行使卫星。

  模块化构建的特出特点就是行使盛开式架构。在中心基本架构基础上可添加通信、气象探测、导航定位等各栽功能模块。依照模块化划分标准,能够把卫星集体划分成多个功能模块,每个功能模块都是自力集体,能自力完善一项或多项义务。原由各个功能模块采用了标准同一的接口,差别生产厂家生产的功能模块在死板、电信和数据接口上能够相互兼容,能较为方便地实走拼装,势必催生航天器发展升级的新形式。

  在“细胞星集成技术实验”卫星发射起飞之前,国际空间站就先后进走了多次模块化构建航天器的初步试验。2018年3月,“寄宿”在通信卫星上的“有效载荷在轨交付卫星”,就是由4颗“超级集成细胞星”模块化构建而成的。此次起飞的“细胞星集成技术实验”卫星平台包含了14颗“超级集成细胞星”,每个幼的“细胞星”都是具有通盘平台子体系功能的聚相符体。

  传统航天器普及存在设计、制造和安放周期长、成本高等题目,远远无法已足地面对空间体系能力撑持需求的迅速增进。同时,现有航天器还存在功能单一、通用性不强、重议和升级复杂等题目。一项分析外明,现在航天器多是“独一无二”特意设计而成的,仅卫星研制成本中就有85%是重复性设计造成的。

制图:李涛

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