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揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

2017-7-11 17:16| 点击快速提问| 查看: 86

摘要: 据中国航天科技集团公司官网消息,6月19日,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中运载火箭出现异常,未能将卫星送入预定轨道。中航科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下,通过准确实施10次轨道调整, ...


据中国航天科技集团公司官网消息,6月19日,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中运载火箭出现异常,未能将卫星送入预定轨道。中航科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下,通过准确实施10次轨道调整,卫星于7月5日成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道。目前,卫星各系统工作正常,转发器已开通,后续将按计划开展在轨测试工作。

卫星动用自身的燃料在近地点点火抬升到远地点就算自救成功。因为一般通信卫星为了保证能正常工作十几年,携带了大量燃料,卫星可以使用这些燃料,完成三级火箭”未尽的事业“。当然,这样做必然会损耗卫星的寿命,而事实上中星9A也是这么做的。让我们来看看它是怎么一步一步往上爬的吧!

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?



首先需要解答一下为什么变轨选择在近地点而不是其他地方?

简单的说,是为了最省燃料。近地点是航天器绕地球运行的椭圆轨道上距地心最近的一点。在近地点加速,会抬高远地点,这是最节省燃料的改变轨道高度的方法。在轨道的其他位置变轨,不但浪费燃料,并且会改变轨道的其他参数,给地面测控跟踪带来麻烦。

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

因长三乙火箭三级的工作异常导致其未能提供足够的动力把中星9A送到指定高度(蓝色为火箭异常所致的实际送达轨道,红色为火箭计划的目标轨道)


那么问题来了,中星9A如何在近地点进行变轨运动呢?

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?


首先要确保中星9A在近地点点火加速,在短时间内提高其速率,使卫星进入椭圆形的转移轨道,如果一次变轨不够,再来一次,直至其抵达目标轨道。

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

中星9A卫星任务目前的轨道参数 

根据目前拿到的轨道参数,中星9A在6月19日中午在近地点点火,一口气抬升了一万多公里(示意图中的黄色轨道),泪目!

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

中星9A截至6月19日19点23分的位置信息 

接下来它需要继续努力变轨,push自己到达长三乙计划到达的火箭目标轨道(示意图中的红色为卫星变轨后的火箭目标轨道)。

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?


当到达火箭目标轨道后,为了使中星9A进入同步轨道,在卫星运动到远地点时必须再次启动发动机,使其所需要的离心力增大到与最终位置的万有引力相等,这样中星9A才能顺利进入同步轨道做匀速圆周运动,从而最终实现自救。

揭秘!发射失利后的中星9A是如何完成自救的?

中星9A的自救示意图


小插曲:其实说到卫星自救,美帝的技术倒也是可以借鉴一二的,毕竟人家比直接抬高轨道更加节约燃料。(出处:说到卫星自救,还请大家看看美帝的技术 )

1997年12月25号,俄罗斯人为美国休斯卫星公司(现在叫做波音卫星公司)发射的亚洲3号,结果火箭的末级故障,把卫星扔在了一个高倾斜角的没用轨道上。地面计算的结果表明,卫星的全部燃料也不足以把卫星送入正确轨道。为此保险公司还进行了全额赔付。

然而……休斯卫星公司并不甘心,他们凭借美国在阿波罗登月时期建立的强大深空探测能力,设计一个大胆的计划——“月球引力弹弓”,也就是说把卫星推向月球,然后用月球的引力把卫星拉回来。

自救日记:

1998年5月8日,休斯卫星公司操作ASIASAT 3 (因为保险公司已经赔付,这颗卫星已经属于保险公司财产,被更名为HGS-1)点火,让卫星向月球飞去。

1998年5月13日,卫星从月球上空6200公里的地方掠过。

1998年5月16日 卫星在近地点再次飞过,进入了一个远地点为488000公里的超级轨道。一般来说,远地点为36000公里称为转移轨道,42000公里就是中国火箭的所谓超转移轨道,而这个超级轨道的十倍于超转移轨道,轨道最远端在月亮轨道的外侧。

1998年6月1日再次飞临地球,然后在控制下再次向月球飞去。

1998年6月6日卫星在月球表面36000公里的地方再次飞过。

1998年6月14日卫星再次飞临地球,在休斯的控制之下,卫星减速“停泊”在太平洋上空,轨道高度正好是地球同步轨道的36000公里。到此月球引力弹弓计划大获成功,休斯公司完成了一个被认为是不可能完成的任务,把一个被认定为废弃的卫星重新送回了轨道。

亚洲卫星公司用保险公司赔付的钱,又向休斯订购了一颗卫星,这就是今天的“亚洲三号”,只不过它的英文名字不再是ASIASAT 3 而是 ASIASAT 3S,这个卫星于1999发射,设计运行16年,然而,今天这个卫星仍在运行中。


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