国内最大离轨帆成功在轨展开

2022-07-04 20:41:51 来源: 科技日报 作者: 李懿德 恽卫东 郑琦 付毅飞

李懿德 恽卫东 郑琦 科技日报记者 付毅飞

记者7月4日从中国航天科技集团八院获悉,由该院805所自主研制、配置于长征二号丁遥六十四运载火箭载荷舱上的离轨系统,于6月26日在轨顺利展开离轨帆装置。这是目前国内面积最大的离轨帆产品,也是国际上首次将离轨帆应用于运载火箭舱段,旨在减缓空间碎片增长。

据悉,该火箭配置的离轨帆完全展开状态下面积达25平方米,帆面材料厚度不足头发丝直径的十分之一。通过精确地折叠设计和高密度压紧,帆面能够收纳到极小的体积。这样的轻量化和高展收比,能让离轨帆加装至各类成熟的航天器而不占用平台自身包络。长征二号丁遥六十四运载火箭于6月23日成功发射,随着此次离轨帆成功展开,重量约300公斤的火箭载荷舱将在2年内再入大气层,让出宝贵的轨道资源。

据介绍,离轨帆是一种配置在卫星或航天器上,可在太空中实现自主展开的薄膜结构。在随卫星发射入轨时,离轨帆呈收拢状态,等卫星寿命结束后,帆面解锁指令启动,薄膜帆面展开,像一个“大风筝”,利用低轨环境稀薄大气形成的气动阻力,让卫星慢慢减速,并逐渐脱离原轨道。

以一颗700公里高度15公斤级卫星为例,若无离轨措施,卫星寿命结束后还将占据轨道长达120年甚至更久;如配置展开面积为2平方米的离轨帆,可将在轨时间缩短至10年以内。

值得一提的是,利用离轨帆实施离轨,无需消耗燃料,即使是在航天器发生故障失控的情况下,仅需少量电流即可实现薄膜帆展开,有效解决失控航天器的离轨需求。

据了解,随着长征二号丁运载火箭一箭多星串联构型的成熟应用,火箭载荷舱会在分离入轨后长期停留在轨道上,成为游荡在太空中的空间碎片,这引起了火箭总体设计师的高度重视。为此,型号总体设计团队创新性地提出了“末子级应用系统+大面积离轨帆”的运载火箭载荷舱加速离轨和长期状态监视总体方案。

一直以来,八院致力于空间碎片减缓技术的创新研究,先后对长征四号乙/丙、长征二号丁等火箭型号的末子级开展了主动离轨设计并获得成功验证。2021年2月,八院主导制定的首个国际标准ISO20893《航天系统——运载火箭轨道级空间碎片减缓详细要求》正式发布。

责任编辑: 冷媚