衛星離軌_主動_被動_薄膜帆_電動力繫繩使其降低軌道高度
https://www.sohu.com/a/373882901_466840典型的航天器离轨方式分为主动和被动两种。主动离轨是指航天器在寿命末期,利用自身携带的动力装置进行轨道机动,降低飞行速度并离开运行轨道,逐渐坠入大气层。2019年7月19日,天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层烧蚀分解,少量残骸落入南太平洋预定安全海域,就是主动离轨的成功案例。
被动离轨是让航天器借助薄膜帆装置、电动力系绳、充气球等作用在航天器上使其降低轨道高度。
而国际宇航科学院(IAA)认为小卫星任务后离轨方案依赖于卫星减速、降低轨道高度并使其脱轨,共包括以下4类:
1.推进式离轨 _ 推进装置通常采用高推力或低推力推进系统。推进式离轨会降低卫星的可靠性,同时增加额外发射质量。
2.阻力增强装置_ 依靠大气阻力降低卫星轨道,目前主要包括阻力帆和充气薄膜装置等两种载荷。
3.太阳帆 _ 太阳帆依靠反射太阳辐射产生推力,通过持续累积推力而形成大的速度增量,迫使卫星离开原有轨道。
4.电动力缆绳
对于低倾角轨道,可以使用被动电动系绳(EDT);对于太阳同步轨道(SSO)上100kg卫星推荐采用带有电子发射器的主动式EDT,质量更小且离轨时间更短,但需要电力和运控操作。
IAA对上述四种方案进行评估比较后得出如下结论:
1.轨道高度800km以下的小卫星任务具有更多可用的任务后处置(PMD)选项,因为大气阻力可以帮助实现卫星任务后处置。
2.800-1000km轨道高度有几种PMD选项可选,但这些载荷均需要一定的体积、质量和能量且操作复杂性较高。需要注意的是,小卫星从800km以上的高度脱离轨道时,除推进以外的任何选项都会造成重大碰撞风险。
3.轨道高度1000km以上,只有推进系统和太阳帆是可行的。
4.在小卫星任务中,最常用方法依次是推进、阻力增强、太阳帆和电动力缆绳。
当前,鉴于卫星质量体积限制和综合成本控制,基于相对成熟的技术理论,小卫星偏向于采用以阻力帆和太阳帆为主的离轨帆(或称“拖曳帆”)进行离轨操作,如下图表所示。其中,太阳帆的使用是以日本宇宙航空开发机构(JAXA)2010年发射的IKAROS金星探测器为开端
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