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央广网北京7月4日消息(记者张棉棉)据中国之声《新闻晚高峰》报道,长征七号运载火箭的顺利升空让世界瞩目,在这个通往宇宙的天梯之上,除了我们已经知道的缩比返回舱等,还有一个乘客,大家或许没有注意到,那就是“天源一号”卫星,其实,他身上的任务既神秘又重要。

“天源一号”卫星的任务是进行在轨加注飞行试验,日前这一试验任务已经取得成功,这也意味着中国首次实现卫星“空中加油”。“空中加油”究竟是怎么一回事?我们实现了这一任务目标又有哪些重要意义?

“天源一号”卫星是由国防科技大学自主设计研制的首个卫星在轨加注飞行试验系统,具有集成度高、自主性强、稳定性好等特点。日前已成功完成微重力条件下流体管理与加注、高精度推进剂测量等9项在轨试验。具体而言,在“天源一号”随长征七号运载火箭升空后的几天里,它根据预定计划进行了卫星在轨加注核心关键技术试验与验证,获取了3种贮箱加注全过程的完整视频和相关试验数据,加注过程稳定,测量与控制精度高,实测结果满足设计指标要求。

什么是卫星在轨加注?项目负责人解释说,卫星在轨加注类似飞机空中加油,通过直接传输的方式对卫星进行气、液补给。简单来说,就是卫星推进剂的再补加。中国空间技术研究院研究员庞之浩解释说,航天器价格成本非常昂贵,这项任务成功后,节约的资金、效益成本一目了然。

庞之浩介绍,如果这项技术的实验成功,会大大提高经济效益。如果给静止轨道卫星加注60公斤的燃料,就可以使卫星延长12个月的寿命,创造近亿元的经济价值。一颗静止轨道通讯卫星上面有几十个转发器,一台转发器的年收益都是上百万美元的。

从技术上来看,随着卫星技术的发展,卫星上的各种元器件寿命常常会超出预期。但卫星在轨的时间并不是由元器件的寿命决定的,它需要动力才能生存下去,可是,卫星已经在太空中就位,它无法返回地球进行补给,此时,就需要有“空中加油”。航天科工二院研究员杨宇光说,很多卫星需要不断进行轨道保持,有的组成星座要进行星座的保持。像地球同步卫星还要进行南北和东西的位置保持。这些动作都需要推进剂才能完成。

卫星在轨加注一直是国际航天领域的研究热点,今天,仅有美国等极少数国家开展过此项试验,这也意味着,我国这一试验任务的成功也让我们在这一研究领域顺利进入世界强国的行列。杨宇光介绍,据了解,这次对卫星推进剂的补加只是一个部分过程的实验。真正难的是,将来对一颗卫星要从远距离导引段,和卫星进行交会对接,再把两个航天器之间形成气路和液路,对它进行燃料、氧化剂甚至高压气体的补加。

杨宇光介绍,整个过程难点还是在要进行交会对接,可能是合作式的交会对接,也可能是非合作方式的交会对接。可能你的目标不一定会配合你的情况下交会对接。这里面有一个很重要的问题,如果用于交会对接以及再补加的设备以及它在整个全过程中所花费的成本比补加以后卫星的延长寿命这个时间在经费上花费更多的话,实际上这个过程就失去了它的意义。因此,除了在技术上的挑战以外,还需要严格控制成本,这可能是未来这项技术发展中比较难的地方。必须在经济上有意义,发展这项技术才有它的价值。

实验成功只是第一步,在实践中发挥作用才是最重要的。未来,我国第一个有太空推进剂补加需求的就是载人空间站。按照目前的载人空间站计划,今年9月中旬,发射天宫二号空间实验室;10月中旬,发射神舟十一号载人飞船;11月中旬,神舟十一号返回舱实施返回;2017年4月中旬,发射天舟一号货运飞船。换句话说,我们的“空中加油”实践可能近在眼前。

据了解,载人空间站因为有防辐射之类的要求,不能使轨道高度太高,所以它一般在宇宙中会处于较低的高度运行,反过来,这样又会使空间站面临很大的阻力。

杨宇光表示,空间站轨道衰减的过程比一般的航天器要快。为了使它长期在轨,就需要经常进行补加。当然,未来中国的空间站也会考虑一些比较先进的技术,比如电推进来进行轨道保持。即使卫星电推进,它对发动机的燃料也需要进行补加的。所以这是中国面临的第一线的需求。未来整个技术发展以后可以扩展到其他的飞行器上。

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