北斗百問丨退役的北斗衛(wèi)星將何去何從？
隨著北斗三號完成全球組網(wǎng)并正式提供服務(wù)，在軌運(yùn)行的北斗二號衛(wèi)星將逐步切出系統(tǒng)。根據(jù)此前的衛(wèi)星設(shè)計(jì)要求，今年底共有五顆GEO衛(wèi)星在軌工作超過設(shè)計(jì)壽命。切出北斗系統(tǒng)后，這些超出設(shè)計(jì)壽命的北斗衛(wèi)星將何去何從？
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圖源丨北斗官網(wǎng)
01
退役的北斗衛(wèi)星=太空垃圾？
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圖源丨ZAKER
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由于衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命必須大于衛(wèi)星在軌的工作壽命，因此當(dāng)北斗衛(wèi)星完成任務(wù)，達(dá)到壽命之后，依然會(huì)環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，如果地面的指揮中心不加以管制的話，北斗衛(wèi)星才會(huì)繼續(xù)環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，變成漂浮在空中的太空垃圾。實(shí)際上，我們大部分的衛(wèi)星都裝有離軌系統(tǒng)，在到達(dá)壽命后可以依靠衛(wèi)星剩余的能量自動(dòng)進(jìn)入“太空墳場”，而不是繼續(xù)留在原有軌道成為危險(xiǎn)的太空垃圾。
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補(bǔ)充閱讀：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前至少有一億塊太空垃圾（包括衛(wèi)星殘骸以及破損的航天飛行器碎片）在環(huán)地球運(yùn)行，這些衛(wèi)星的殘骸是處在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，速度約為每秒七至八公里。而截至目前，至少發(fā)生了6次衛(wèi)星相撞的事故。
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衛(wèi)星相撞有多大危險(xiǎn)？一塊直徑為10厘米的太空垃圾碎片就可以將航天器完全摧毀，數(shù)毫米大小的太空垃圾就有可能使它們無法繼續(xù)工作。經(jīng)模擬，如果兩個(gè)天宮二號大小的航天器在近地軌道相撞，所產(chǎn)生的碎片可能會(huì)讓人類在未來十幾年內(nèi)都無法安全地發(fā)射衛(wèi)星。
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02
退役的北斗衛(wèi)星應(yīng)該如何處置?
正常情況下，處理退役衛(wèi)星的方式有兩種。
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圖源丨搜狐
對于大多數(shù)國家而言，火箭升空過程中被丟棄的部分以及低軌道衛(wèi)星與航天器穿越大氣層的墜落點(diǎn)都會(huì)選擇在尼莫點(diǎn)，因此，尼莫點(diǎn)也成了近地衛(wèi)星的“公墓”。
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目前的北斗系統(tǒng)共有三種軌道，包括3顆傾斜地球同步軌道(IGSO)、24顆中軌道地球衛(wèi)星(MEO)和3顆地球同步軌道衛(wèi)星（GEO）。這三種軌道均不是低軌道，無法進(jìn)行“火葬”，因此退役的北斗衛(wèi)星都會(huì)升上墓地軌道。
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近段時(shí)間，也有專家對即將退役的五顆北斗二號衛(wèi)星的“再利用”進(jìn)行了評估，得出這5五顆GEO衛(wèi)星切出北斗系統(tǒng)后仍能在軌正常工作較長時(shí)間。尤其是GEO衛(wèi)星同時(shí)配置了RNSS、RDSS、CC轉(zhuǎn)發(fā)器載荷，可提供服務(wù)種類多、可見時(shí)間長、可利用軌位資源多、姿態(tài)調(diào)整等能力較大。
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依據(jù)分析，這五顆GEO衛(wèi)星的服務(wù)可分為三大服務(wù)區(qū)、兩種服務(wù)類型。三大服務(wù)區(qū)分別為“一帶一路”服務(wù)區(qū)、“二島鏈及南海熱點(diǎn)區(qū)域”服務(wù)區(qū)、“北極航線”服務(wù)區(qū)。兩種服務(wù)類型分別為RNSS服務(wù)（增強(qiáng)服務(wù)）、轉(zhuǎn)發(fā)器服務(wù)。只需要在軌衛(wèi)星工作狀態(tài)較少的改動(dòng)即可以滿足相當(dāng)多的用戶需求，從而實(shí)現(xiàn)到達(dá)設(shè)計(jì)壽命的”GEO衛(wèi)星資源的最大利用。
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除了再利用，也有“在線維修”或是利用定制航天器將衛(wèi)星帶回的新操作，相信未來將會(huì)有更多更合理的退役衛(wèi)星處理手段出現(xiàn)。
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