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在轨维修:航天器也有“看病难”之感?

科普小知识2021-09-13 05:15:09
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此前,乌克兰列舍特涅夫信息内容通讯卫星系统软件企业公布,在轨运作的3颗格洛纳斯-M导航卫星均出現常见故障,科研人员已经对常见故障开展应急解决。

大家都知道,通讯卫星等航天器在外太空中一旦“得病”,路面科研人员通常有望尘莫及、爱莫能助的无助感。因而,航天界的传统式作法是尽可能提升航天器的可信性,并带上好几个备份数据机器设备,一旦损坏一个就改用此外一个。今日要探讨的是,航天器“得病”后,应不应该“治”?怎样“治”?由谁来“治”?

在轨维修:航天器也有“看病难”之感?

修或不修,它是个难题

一件商品能否修的前提条件,是要探讨它究竟值不值修。从传统定义上说,一次性使用的物品是不用维修的,缘故是维修花费贴近于换新的花费。

这一大道理针对在轨航天器也一样可用。因而,很多年来,在这个问题上航空航天行业自始至终存有两大“*”——“修”和“不修”。

大家务必正确认识那样一个实际:在外太空中的航天器一旦产生常见故障,不论是派机器人上来维修还是立即送航天员老天爷开展维修,其发送花费全是一笔昂贵的支出。尤其是送航天员去外太空开展维修工作中的花费比数颗卫星的总工程造价也要高。因而,在航天史上,仅有涉及到极为高使用价值的航天器,或者涉及到生命安全时,科研人员才会考虑到对航天器开展在轨维修。哈勃太空望远镜和国际空间站都曾“享有”过在轨维修此项“高档”服务项目。

例如,哈勃太空望远镜发送起飞后,科研人员发觉,因为其眼镜片生产加工的偏差较为大,造成它变成“近视”而危害工作中。1993年11月,奋进号航天飞船带著新研磨的眼镜片进到外太空贴近哈勃太空望远镜,航天员更换了有偏差的眼镜片使其修复了“眼睛视力”。自此,美国nasa数次外派航天飞船挨近哈勃望远镜,为它实行机器设备升級等每日任务。

一样,国际空间站在运作全过程中,曾遭受过微流星体“围攻”太阳光帆板,航天员也对其开展了在轨维修。

殊不知,针对别的的航天器而言,科研人员一般会采用紧急发送或是起动在轨备份数据的方式 来取代在轨维修。比如,星空5号通讯卫星无效时,做为营运商的泛美通讯卫星企业就把原先由星空5号通讯卫星担负的一些管理中心每日任务迁移来到别的的通讯卫星上。

由谁来当担“维修工”

即使如此,科研人员也一直沒有舍弃对航天器在轨维修的勤奋。她们在想尽办法寻找一种低成本、速度更快、方便使用的新技术应用来完成修补的实际效果。

实际上,这类维修早已远远地超出了简易“修修补补”的范围,只是航天器的综合服务。

早在上世纪90年代,美国波音公司就在国防安全高級科学研究计划局的新项目中,明确提出过“路轨顺风车”新项目。此外,澳大利亚一家企业也明确提出过在轨服务项目机器人的定义。但是,这两个新项目明确提出的初心并不是以便航天器的在轨维修,只是以便给在轨航天器填补然料,让他们能工作中得更久一些。

在其中,澳大利亚这个企业的计划方案对外开放公布的关键点是那样的:一个机器人带著燃料箱和柴油发动机进到外太空,寻找这些原材料早已耗光的航天器,开展“动能填补”。这样一来,这一本来“精疲力竭”的航天器又可以再次工作中。

这针对航天器的拥有人而言是个喜讯,由于机器人的价格要比许多像通讯卫星那样的航天器划算。可是,航天器生产商们显而易见对这一计划方案喜爱不起來。英国国防安全高級科学研究计划局“看中”了这一技术性。她们的念头是让机器人把退伍航天器上有效的零件,安裝到新的航天器上再次应用。这类听上来很象“肝脏移植”的定义,尚需科研人员进一步探寻。

自然,机器人在外太空中维修航天器,不太可能像当时航天员维修哈勃太空望远镜那般细致。

现阶段,世界最优秀的机器人,也不太可能与航天员的人的大脑和两手匹敌。因而,这类在轨维修技术性必须航天器在设计方案之初,就需要采用软件式的构造,一旦航天器的某一构件坏掉,科研人员能够让机器人带著新的构件去更换。

一大笔账该怎样算

尽管,航天器的在轨维修定义从明确提出到现在早已多年,但仍然还滞留在纸张上,在其中最关键的缘故还是成本费难题。

使我们粗略地算那样一笔账:航空航天活动的关键花费之一是发送附加费。以一颗通讯卫星为例子,在它从生产制造到入轨的花费中,发送费少则占总资金投入的1/6,更多就是占1/4之上。显而易见,临时性发送机器人前去外太空为这颗卫星“看病”是因小失大的。

实际上,在轨布署一个维修机器人是一项极大的工程项目。由于,这一机器人不仅必须具备强劲的维修能力,也要带上充足的零配件。另外,以便维修坐落于不一样路轨上的航天器,它也要具有强劲的在轨动能力。这种规定,毫无疑问又推高了生产制造机器人的成本费。就算抛开成本费难题不谈,针对在轨服务项目机器人的运用,大家也存有那样一种担忧:有着在轨维修能力的机器人,一样也具有攻击一个航天器的能力。维修和毁坏只在一念间。

但是,伴随着商业服务载人航天飞船主题活动的进行,航天器在轨维修和维护保养的市场前景還是光辉的。由于载客航天器的使用价值较为高,并且并不是能够随意舍弃的,因此 维修的要求会很多不断涌现,这也必定会促进航天器在轨维护保养和修理技术的大幅提高。