伴隨衛星

伴隨衛星

伴隨衛星,作為伴隨主太空飛行器飛行的太空飛行器,具有處於相對主太空飛行器距離近、實時跟隨的位置優勢,可以作為主太空飛行器的安全輔助工具,對主太空飛行器進行工作狀態監測、安全防衛,可以為航天員出艙活動及空間飛行器交會對接等提供直接的技術支持。伴隨衛星結構小、總量輕,任務配置比較靈活,在運行的主太空飛行器上發射容易實現,節約發射成本,成為一種新的太空飛行器發射模式,可適應特殊任務需要。利用伴星和主星,或者釋放多顆伴星組網,可以實現多星協同工作,完成一顆衛星單獨無法實施的套用任務,提高主星套用效率,擴大套用領域,促進空間新技術的發展和套用。

基本介紹

  • 中文名:伴隨衛星
  • 外文名:Accompanied by satellites
  • 作用:主太空飛行器的安全輔助工具
  • 性質:太空飛行器
  • 工作任務:工作狀態監測、安全防衛
  • 舉例:“天宮二號”伴隨衛星
基本概念,技術特點,研製意義,伴隨衛星的軌道,發展與套用,

基本概念

伴隨衛星伴隨衛星
微小伴隨衛星(簡稱伴星) 是伴隨飛行在其他太空飛行器附近,提供監視護航和新技術試驗的小衛星。伴隨衛星大都具各一定軌道機動能力,它往往以空間站載人飛船等大型太空飛行器作為任務中心或服務對象(簡稱主太空飛行器或主星),與主星按照一定的空間相對構型共同在軌屹行。
伴隨飛行技術是衛星編隊飛行技術的一種特殊套用,既能夠為主星提供重要和靈活的技術支持,又可以拓展和延伸太空飛行器的功能,並可以作為演示和驗證關鍵技術的平台,促進航天新技術的發展。國際上比較典型的具有伴隨衛星功能的研究和發展計畫有以德國為首的Inspector計畫、AERCam 微納衛星、美國的XSS飛行器和Livermore微小衛星等。
特別針對載人太空飛行器的微小伴隨衛星技術,一方面可以提供主太空飛行器外全方位多角度的可重複高清晰觀測,在空間站交會對接、太空人出艙活動、大型太空飛行器表面故障監測等方面可以發揮重要作用,實現對大型太空飛行器保駕護航,另一方面研製和試驗伴星技術不僅可推動微小衛星技術的發展,而且利用微小伴隨衛星作為理想的驗證平台,突破和驗證某些關鍵技術,將有效促進航天新技術的發展。
伴隨衛星具備全天時的空間觀測能力,可監測空間碎片等對空間站造成潛在危險的空間目標。

技術特點

伴隨衛星結構小、總量輕,任務配置比較靈活,在運行的主太空飛行器上發射容易實現,節約發射成本,成為一種新的太空飛行器發射模式,可適應特殊任務需要。

研製意義

利用伴星和主星,或者釋放多顆伴星組網,可以實現多星協同工作,完成一顆衛星單獨無法實施的套用任務,提高主星套用效率,擴大套用領域,促進空間新技術的發展和套用。

伴隨衛星的軌道

伴隨衛星的軌道有兩種,即運行軌道和伴隨軌道。運行軌道是在地球引力作用下的克卜勒軌道,又可稱作絕對軌道;伴隨軌道是伴隨衛星相對目標星的軌道,又可稱作相對軌道。伴隨衛星軌道具有的特徵是在目標星附近的範圍內,(1)繞目標星作小橢圓或圓運動;(2)在目標星前(或後)作小橢圓或圓運動;(3)在目標星前(或後)作往復直線運動;(4)其它。

發展與套用

在北京航天飛行控制中心的嚴密監視和精確控制下,神舟七號伴飛小衛星(BX-1)於5日18時14分順利實現了在4
8公里橢圓軌道上環繞飛船軌道艙飛行的目標。這標誌著我國首次小衛星伴隨繞飛試驗取得成功。據介紹,伴飛小衛星於9月25日搭載神舟七號飛船發射升空並於9月27日被成功釋放,首次開展了衛星在軌釋放、對飛船觀測和對軌道艙接近及繞飛等技術試驗,該衛星首次進行了GaInP2/GaAs/Ge中國產太陽電池陣、鋰離子蓄電池、微型液氨推進模組、小型化姿態跟蹤控制模組、雙焦距一體化可見光相機及小型化USB測控應答機等技術驗證。其後,北京航天飛行控制中心對伴飛小衛星進行了持續跟蹤測軌,確定了精密軌道參數,制定了“多天多次變軌,逐步逼近繞飛”的控制策略。9月30日至10月5日,先後進行了3個階段共6次軌道控制,逐步控制伴飛小衛星實現對飛船軌道艙由遠距離接近到近距離逼近,並最終形成環繞飛行。據介紹,小衛星伴隨繞飛試驗的成功,將為大型太空飛行器的在軌故障診斷和保障奠定基礎,同時將對延伸和拓展太空飛行器的功能和套用起到積極作用,並且也將為未來我國太空飛行器空間交會對接活動提供有益經驗。
神舟七號釋放伴飛小衛星神舟七號釋放伴飛小衛星
2016年9月,發射成功的“天宮二號”伴隨衛星搭載了高解析度全畫幅可見光相機,將在空間繞飛試驗過程中對“天宮二號”與神舟11號組合體進行高解析度成像。“天宮二號”伴隨衛星是一顆微納衛星,它是“天宮二號”試驗任務的一部分。該伴隨衛星採用了小型化、輕量化、功能密度的設計,使得衛星結構小、重量輕,卻實現了高功能密度的設計結果。此外,它搭載多個實驗載荷,並具備較強的變軌能力,具備了開展空間任務的靈活性機動性。“天宮二號”伴隨衛星將在在軌任務期間開展對空間組合體的伴飛、飛越觀測以及多平台空間協同等試驗,為主太空飛行器的技術試驗提供支持,並進行多項新技術的試驗,拓展空間技術套用。
天宮二號伴隨衛星天宮二號伴隨衛星

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