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日本将在全球首次试射实用型超低轨道卫星

2017/12/19

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       日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)最早将于12月23日从鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射在超低空飞行的试验卫星。通常地球观测卫星的飞行高度为600~800千米,而该卫星将在180~270千米的低空飞行。由于大气阻力将增至约1000倍,因此将用约2年时间来确认高效离子发动机的性能和材料的耐用性。

 

 

       目前为止超低空飞行的卫星还很稀少,只有欧洲航天局(ESA)用来详细观测地球重力的科学卫星以约260千米的高度飞行。实用的超低轨道卫星方面,日本此次发射将是首次尝试。

 

       如果卫星能在超低轨道运行,那么即使不搭载高性能的照相机和雷达,也能够准确掌握地表和气象情况。直径为30厘米的照相机在600千米高空上只能识别地面上大小超过一米的物体,而在200千米高空则能够识别小于50厘米的物体。卫星的机体也能够实现小型化,从而减少成本和耗电量。该卫星被期待推动低成本小型卫星的开发、开拓新需求。

 

       JAXA将发射的超低轨道卫星技术试验机(SLATS)“燕”呈箱状,长2.5米、厚0.9米,搭载的光伏面板像翅膀一样张开。机体的制造和设计由三菱电机负责。

 

       太空中只有少量大气存在, 180~270千米高度下的大气浓度是普通地球观测卫星轨道的近1000倍。因此大气阻力将加大,如果不采取措施,卫星很快将耗尽燃料跌入低层大气。因此,将采用通过小行星探测器“隼鸟”等开发的离子发动机。机体也采用有助于减少阻力的形状。

 

       计划让卫星在约481千米高度进入椭圆形轨道。约1年零3个月后从270千米的高度逐渐下降,每次下降10千米。让离子发动机在不同的高度喷射离子束,确认最长能否在1个月内保持高度。1年零9个月后让卫星在180千米的最低高度飞行7天。之后将确认在不使用发动机的情况下能够多久不跌入低层大气。

 

       高空中因宇宙射线和强烈紫外线照射,存在呈离子状态的氧。这些氧容易与金属和化学物质发生反应,导致卫星表面的隔热材料等劣化。为了解决这一问题,将尝试使用对射线和紫外线耐受性好的聚酰亚胺树脂、氟代乙烯树脂和银质材料等。通过照相机来观测材料劣化的情况,确认材料的耐用性。

 

       未来设想让几架超低轨道卫星绕地球飞行,在发生灾害时让距离最近的卫星拍摄受灾地的情况。此外还有望用于侦察等安全保障领域。不过在超低轨道存在卫星的残骸等,需要采取应对措施。

 

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