北京
航天界2024/05/24
第 939期
新闻速递
美国波士顿大学团队用立方星清除失效卫星的项目，获得了小卫星联盟2024年大学生空间竞赛最高奖。
该项目名为“地球同步轨道交会与空间碎片推进卫星群”即GRASP Sat。带离子电推系统的12U立方星通过星载激光雷达追踪目标，与之交会，并将其从地球同步轨道移动到更高的坟墓轨道。
小卫星联盟主席查尔斯·比姆斯（Charles Beames）告诉《航天新闻》，波士顿大学团队获奖原因在于其方法的简单性和低成本。而且，如果用上这种方案，地球同步轨道上的卫星就不再需要在任务末期仍留下足够推进剂以供其移动到坟墓轨道了。“卫星可以把推进剂全部用于工作。”
即将退役或已经失效的卫星，是空间碎片的重要来源之一。尽管退役前通常要进行钝化处理，卫星在轨爆炸的情况仍时有发生。2015年2月，升空20年的美国空军国防气象卫星DMSP-F13在轨爆炸，产生了至少149个碎片。同年，美国另一颗卫星、因故障退役的NOAA-16在轨解体为至少275块碎片。
退役卫星主动再入大气层烧毁，或其他航天器捕获失效卫星并带入大气层烧毁，是避免空间碰撞的一种途径。但是，在地球高轨道运行的卫星再入大气层需要消耗大量推进剂，进入比同步轨道高约300公里的坟墓轨道代价则较小。卫星可以停留在该轨道上，与其他工作中的卫星保持安全距离。
多家航天机构和公司正在开发拖车式航天器，好将失效卫星送入坟墓轨道。美国诺格公司（Northrop Grumman）的MEV飞行器则反其道而行之，2020年与坟墓轨道上的通信卫星INTELSAT 901成功对接，将其带入地球同步轨道，以支持其继续工作5年。
在轨老卫星的移动清除和寿命延长都属于新兴的航天器在轨服务领域，用立方星开展这项工作显然是一种低成本的方法。虽然在GEO工作的立方星极少，此类技术路径已经不仅仅存在于学生的参赛方案中了： 2022年，洛马公司（Lockheed Martin）为美国太空军LINUSS（空间升级卫星系统）项目制造的两颗12U立方星由猎鹰重型火箭发射至GEO，后在其上方的坟墓轨道成功开展在轨服务技术验证。
新闻综合自：
1. Debra Werner，Boston University wins Collegiate Space Competition，
https://spacenews.com/boston-university-wins-collegiate-space-competition/
2. Sandra Erwin，Lockheed Martin declares success demonstrating tech for in-orbit satellite servicing，
https://spacenews.com/lockheed-martin-declares-success-demonstrating-tech-for-in-orbit-satellite-servicing
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