书城科普读物为了地球领导权——人造卫星
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第33章 请拨太空120——救护卫星

“轨道快车”

卫星的寿命取决于卫星质量、卫星故障、燃料耗尽用时和太空风险程度,最大可能就是星载燃料耗尽。如今后发生卫星故障、燃料耗尽,可以求助美国的“轨道快车”、英国的“轨道康复者”。它们是卫星的拯救者,是太空的“120”。 卫星可以因此延长服务时间,人类也多了一门维修卫星的行业。

2007年3月9日,美国在肯尼迪航天中心发射一箭六星,其中包括一颗双星配置的专门从事太空维修技术验证工作的卫星——被称为卫星拯救者的“轨道快车”。

“轨道快车”卫星由美国国防部和美国国家航空航天局共同实施,主要目的是试验太空救护,延长航天器的使用寿命。

“轨道快车”由两颗卫星组成,重240千克。其中一颗是机器人卫星,充当“主治医生”;一颗是储存燃料、零件和修理工具的货舱卫星,是“护士”。“主治医生”由波音公司建造,“护士”由鲍尔宇航公司建造。

“轨道快车”是怎样在太空修复

卫星的呢?“轨道快车”运行在距地球480千米、倾角38°的轨道上。两颗卫星平时连接在一起飞行待命,接到修理命令到达修理地点后,双星分离。机器人卫星充当“主治医生”,负责捕获“病号”卫星,为卫星动“手术”;货舱卫星作为“护士”在旁边“输液”,提供“医疗用品”。

在太空寻找一个“病号”非常难。聪明的“主治医生”使用了一种激光反射引导器,在接近“病号”时不断监控并调整自身速度和角度,当双方进入同一轨道时,“主治医生”会伸出一只机械手臂抓住与其对接的“病号”卫星。“护士”就在左右伺候。

一旦卫星某一部分出现问题将导致整颗卫星瘫痪,所以,目前在轨运行的许多航天器都设计了标准的连接口,卫星有难就等待救援。“轨道快车”卫星像120急救车一样迅速赶到,与“病人”对接。当然,这要付很多钱的哦!

“轨道康复者”

当卫星耗尽燃料的时候,生命就走到了尽头。低轨道上的卫星会很快坠落,在大气层火热的拥抱中化为灰烬;中高轨道上的卫星会偏离轨道,漫无目的地在太空中流浪,成为太空垃圾。

2002年,英国伦敦的“轨道康复”公司开始设计、研制“轨道康复者”新型航天器。它能救助因燃料耗尽而要报废的卫星和部分发射、定位失败的卫星。2007年进行了首次飞行试验。

由于燃料耗尽是许多卫星停止使用的最主要原因,因此,卫星设备上通常都配备了非常充足的燃料资源,但也是非常有限的。“轨道康复者”可以帮助卫星补充能源,卫星寿命将能延长10年或更长时间。“轨道康复者”身负“医生”和“护士”的双重责任,被称为“垃圾”卫星的救星。

“轨道康复者”装配有电火箭离子发动机,以太阳能电池为能源。它的外形就象一个截短的圆锥体,底部直径约2.6米,顶部直径1.1米,高约1米。由于“轨道康复者”的尺寸和形状与欧洲“阿丽亚娜-5”火箭的连接器完全相同,因此,“轨道康复者”能以运载火箭和载荷间独特接合器的形式进入太空。

“轨道康复者”开始工作了。“轨道康复者”能自动沿低轨飞行,在光和雷达遥控系统控制下,小心地接近待救的卫星。

被救卫星中间部位,都有一个轨道发动机喷口。由于能源燃料消耗完毕,这个小发动机也已经没有任何用处,正好可以用作与“轨道康复者”的对接口,通过特殊接杆,使二者连接在一起。

对接完成后,“轨道康复者”会为卫星提供燃料,同时借助自己的发动机,校正卫星轨道,帮助卫星重新定位定向。

“轨道康复者”还可以救助那些报废已久的卫星,也能救治那些刚刚进入太空、加速装置故障等原因而无法顺利进入轨道的卫星。

航天飞机医院

在太空中拯救卫星,最简单方便的方法就是让航天飞机完成拯救任务。航天飞机上修理设备,工具非常齐全,燃料充足,是个理想的太空医院。航天飞机上的宇航员可以十分简便地捕捉、修理、拯救、回收发生故障的卫星。

1984年4月6日,“挑战者”号航天飞机上天后,宇航员首次抓获和修理卫星成功。1992年5月7日,“奋进”号航天飞机首次飞行。宇航员在太空第一次用手工操作,抢救回收卫星成功。航天飞机每次升空都承当太空医院的任务,为各种卫星和航天器动手术、输液和疗养。

1990年4月24日,哈勃太空望远镜搭乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机升空。这个“科学家”很不走运。在地下测试一切都是好好的,到太空以后竟然患了“近视眼”。美国国家航空航天局特地派航天飞机将“哈勃”抓回来,宇航员充当“眼科医生”,将它的镜片调整好。哈勃太空望远镜竟然看到了137亿年前的时空,带给人们无数惊喜。

哈勃太空望远镜经常生病,带病工作。美国国家航空航天局曾5次救护“哈勃”。2008年11月15日,美国国家航空航天局派遣“亚特兰蒂斯”号航天飞机,第5次也是最后一次飞向哈勃太空望远镜。

哈勃太空望远镜有5个科学仪器。每个仪器都十分复杂。这次修理的是照相机和波谱仪。波谱仪用来测量星体光波和色波,测量天体和周围气体的化学成分组成。

哈勃太空望远镜在建造时,就在上面安装了把手、固定脚的装置。“亚特兰蒂斯”号航天飞机抓住了“哈勃”。宇航员迈克·马斯米诺抓住把手爬上哈勃太空望远镜,用一种特制工具拧下111个螺丝钉,更换了波谱仪上的一个电路板盖,安装了新的紫外频段灵敏度更高的声谱仪、陀螺仪和电池。马斯米诺和其他宇航员还给哈勃太空望远镜安装了一个火箭发动机。因为哈勃太空望远镜年纪已经老了。如果哈勃太空望远镜退休,火箭发动机将给哈勃太空望远镜提供动力,引导它重返地球。