那些讓衛星「起死回生」的航天傳奇

最新 01-29

在大家眼中，衛星高懸於九天之外，既沒有風吹雨淋之苦，也沒有人為破壞之憂，似乎只要順利升空，就可以高枕無憂地為人類服務了。但事實上，無論是火箭的半路拋棄，還是意外的星上故障，甚至惡劣的空間環境，都可能要了衛星的「小命」，使之變成太空垃圾。但是，有的衛星通過自救和他救重獲新生，雖然經歷了種種困境，但這些衛星與厄運搏鬥的故事堪稱傳奇……

「旅途」中的冒險自救

眾所周知，衛星是通過火箭發射進入軌道的，但有時候火箭會突然「罷工」，「任性」地把衛星扔在半路。

這種情況並不少見，經常是火箭上面級的點火故障或異常關機導致衛星被「撂挑子」。一旦出現這種情況，只要衛星已經入軌，就可以通過自身的推進系統逐步抬升軌道，彌補火箭故障帶來的影響，這樣做雖然會損失衛星的部分壽命，但總好過變成太空垃圾。

然而凡事都有例外。1997年12月，亞洲三號衛星由質子火箭發射升空，受拜科努爾發射場所處高緯度的影響，需要火箭的微風上面級進行5次點火推進，才能消去軌道傾角，使衛星進入預定軌道。

當微風上面級在第二次點火時，突然意外關機，導致衛星被扔在了一個傾角為51.2度的臨時軌道。顯然，「亞洲三號」已經無力把衛星調整到預定軌道，就算勉強調上去，衛星壽命也所剩無幾。

在人們已經判決這顆衛星「死刑」的時候，該衛星的製造商——休斯公司卻並未放棄努力。

休斯公司憑藉阿波羅登月時期建立的深空探測網，放棄了以往的基於霍曼轉移的升軌搶救方案，而是設計了一個大膽的計劃——讓衛星升軌飛掠月球，然後利用月球的「引力彈弓」效應來消去傾角。

經過周密的計算和長達兩個多月的變軌操作後，亞洲三號衛星終於順利入軌，還節約了大量的推進劑。該星一直工作到2002年7月才退役。

驚心動魄的救援

其實，危險不只是在發射過程中，一旦衛星在軌期間出現故障，考慮到目前成熟商業衛星動輒數億美元的「造價」，巨額的經濟損失無法避免。因此，一旦運行中的衛星出現「狀況」，各國也都會全力搶救衛星，將損失降到最低。

在軌衛星出現故障的搶救方式通常有兩種：地面發送遙控指令搶救和發射航天器進行空間修理。

地面發送遙控指令搶救對硬體要求較低，是搶救故障衛星的常用方式。而發射航天器進行空間修理則必須發射太空梭或者其他具備衛星修理能力的航天器去完成修理任務。這對硬體技術要求很高，至今只有美國使用太空梭執行過此類任務。

遙控指令搶救雖然聽起來簡單，卻需要地面人員精密的規劃，並要借用一切可能的環境條件進行操作。

假設有一顆衛星由於星上計算機受空間輻照而失控，造成衛星姿態失控，處於嚴重翻滾之中。在旋轉翻滾狀態下，衛星的太陽能帆板只能部分對準太陽，隨時面臨失電的危險。此時，地面科研人員就需要巧妙地利用地球磁場和重力場與衛星的相互作用，採用星上的磁力矩器和可用的一切手段來減緩衛星翻滾，最終使衛星恢復正常姿態。

但是，姿態失控的航天器並不是都能「起死回生」的。2016年2月，日本發射了X射線望遠鏡——「瞳」。但該望遠鏡入軌不到兩周就與地面失去聯繫，並被觀測到衛星姿態失控，不停地旋轉。雖然地面工作人員多次嘗試搶救，但最終仍未能恢復對它的控制，最終望遠鏡解體。這次事故不僅巨額的研發經費打了水漂，對天文研究也造成了無法估量的損失。

能在地面通過遙控指令搶修肯定是「上上策」，但在地面無可奈何的時候就需要進行空間修理甚至是捕捉回收了。

比如著名的亞洲一號衛星（該星原名為「西星6號」）是由挑戰者號太空梭在1984年2月攜帶升空的，但入軌後由於發動機故障未能進入預定軌道。後來，該衛星和同期發射的帕拉帕-B2衛星由發現號太空梭在1984年11月的STS-51-A任務中「抓」回地球，並將其重新命名為「亞洲一號」，於1990年4月由我國「長征三號」運載火箭重新發射升空。