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中国卫星复活!云海一号02星被撞成22块碎片,300天后恢复运行

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2021年3月23日,美国太空军“第18太空控制中队”(18SPCS)发布消息:中国云海一号02星(编号44547,2019-063A)发生解体,解体时间为3月18日,已经跟踪到21块与卫星有关的碎片


轨道图像显示卫星共碎成22块

从检索到的轨道数据看,云海一号02星确实发生了解体,图像中绿色的线为卫星主体部分的轨迹,灰色线是它的碎片,红色线是当初发射它的长征二号丁运载火箭上面级的运行轨迹。

尽管哈佛-史密森天体物理中心的科学家乔纳森·迈克道尔在8月14日拿出数据,称撞击中国卫星的碎片大小在10~50厘米之间,它来自于俄罗斯1996年9月发射卫星的Zenit-2火箭残片,但有人认为不排除故意。


太空撞击往往是毁灭性的

谁也不会想到,2022年1月4日,无线电爱好者斯科特·蒂利在社交媒体上报告了一条惊人的消息:“云海一号02星继续在L波段上发射加密数据,并且它的光学特征从3秒周期变为稳定。


数据显示云海一号02星已经恢复正常

我们知道,卫星在正常工作时,它的姿态通常会保持某种稳定;云海一号02星同时承担空间环境探测任务,为了扩大扫描范围,它会在向前飞行的过程中同时做轴向旋转,遥感设备需要对地面和太空进行扫描,同时它还要将信号发送到地面天线,或者太空的中继卫星,再由中继卫星将信号传回地面。这个时候我们观察到卫星的光学特征会呈现周期性的变化。


对地遥感卫星通常保持姿态稳定

实际上就在美国太空军给云海一号02星“判了死刑”的半个月之后,4月12日,有一位叫Serge的业余无线电爱好者就在推特上发布消息称“云海一号02卫星仍然在L波段发射信号,频率为1704MHz”,他还同时贴出了两颗云海卫星的信号截图。


云海一号双星都在发射信号

Serge的发现迅速得到多人确认,与此同时,斯科特·蒂利指出这并不能说明云海一号02星能够正常工作,因为观察它的光度曲线,发现卫星亮度变化周期不规律。

我们知道,卫星在太空飞行,当太空照射到它的表面时,会有一部分阳光反射到地面,卫星姿态稳定,我们会看到一个稳定的或者有规律的亮点,当卫星亮度发生不规则变化就说明卫星在不受控地翻滚——这对于遥感卫星来说是致命的。

10月8日,MMT天文台观察到云海一号02星的光度曲线发生了一些变化,显示卫星从无规律的运动状态逐步调整:


光度变化显示卫星开始姿态调整

云海一号02星周期为3秒的滚转是否正常?我们看看它在碰撞之前的数据:


撞击前卫星光度变化

从3月4日卫星的光度变化数据看,云海一号02星在碰撞前光学特征变化的频率为3.3秒,也就是说10月8日之后卫星姿态在一点点恢复到碰撞前的状态。

由此可见,卫星在遭受撞击后的9个多月里,它的信号收发器一直处于工作状态,能收发信号和响应地面遥控指令;卫星的姿态敏感器与星载计算机工作正常,准确感应和计算卫星姿态数据;卫星上的姿态控制发动机也没有损坏,它能将卫星从不规律的高速翻滚状态纠正回来。总而言之一句话——我们的云海一号02星依然可以正常工作!


云海一号02星轨道参数

那么,2021年3月18日到底发生了什么?

从散布在轨道上的21个碎片我们可以确定:有一颗不明物体快速接近并撞击了在轨正常运行的云海一号02星,由于撞击动能巨大,卫星的一部分被撕成碎片,其中大于1厘米的可追踪碎片就多达21个,这些碎片与卫星一起继续在轨道上运行。

幸运的是,撞击体并没有命中卫星主体,它可能是摧毁了云海一号02星的其中一面太阳翼,卫星发生剧烈滚动,但推进和控制系统完好。在地面控制人员长达几个月的持续努力下,终于将卫星的姿态稳定下来,最终挽救了卫星。


卫星可能是被撞碎了太阳能帆板

究竟是什么东西撞击了云海一号02星?我们不得而知,但从被撞击后卫星能够调整回来并继续投入工作,说明中国卫星质量过硬,中国航天人高超的技术和锲而不舍的精神更值得我们学习。

延伸阅读

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