基于多要素评估的快响应轨道救援方法研究

发布时间：2021-07-20 18:06

　　近十年全球航天发射活动成功率一直保持在90%以上,但发射失败仍难以避免,航天事故导致各国对空间资源的开发成本大幅增加,制约航天产业的持续发展。在航天发射事故中未进入预定轨道的发射事故占比接近50%,存在很大的救援空间,对典型航天事故影响进行分析,提出了卫星救援多要素估值评价方法,从经济成本、时间成本、产业影响、社会影响等多要素对卫星损失和救援代价进行综合评估,提供救援任务全流程规范指导,可有效提升轨道救援系统的快速响应能力。 

【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(02)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

近年航天发射活动成功率统计

对发射事故进行统计发现，在20世纪90年代至2016年间的92次发射事故中，卫星未进入正确轨道等部分成功的发射活动为43次，占比约为47%，见图2。造成发射部分成功的原因基本可分为运载火箭性能降低、上面级故障、分离故障和卫星变轨发动机故障等。在此类发射事故中，大部分卫星完好无损，或卫星仅自身动力系统故障，其余系统仍可以正常工作，具有非常大的抢救价值。卫星的制造和发射费用较高，地球静止轨道（The Geostationary Orbit,GEO）卫星的价格从1.5亿美元（如Intelsat-603）到12亿美元（如Milstar-2）不等，其中不包括卫星服务产生的经济效益，卫星故障带来的损失非常巨大。针对高价值卫星开展在轨救援具有可观的经济效益，以辅助离轨为例，如果采用轨道救援技术辅助GEO卫星离轨，使卫星本用于主动离轨的燃料用于轨道维持，可使卫星延长6个月左右的寿命，并带来额外收益（见表1)[1]。

快响应轨道救援系统由运载平台、轨道机动级、救援飞行器和末端工具箱组成，如图3所示。运载平台和轨道机动级根据被救援对象的质量规模及轨道要求从现役成熟运载器中进行选择，通过现役运载火箭去任务化改造，统一构型，形成通用化、组合化、系列化的运载平台方案库，可扩大运载能力覆盖范围，满足不同的任务需求。运载器和轨道机动级将救援飞行器直接送入目标交会轨道，救援飞行器通过自主机动变轨实现对不同相位卫星的精确交会对接，通过不同的末端工具对卫星实施轨道救援，使卫星进入正确轨道或恢复功能。

【参考文献】：
期刊论文
[1]运载火箭去任务化模式及其在型号中的实践[J]. 王玮,赵峰,吴佳林.  航天工业管理. 2016(10)
[2]质子号商业发射任务失败[J]. 常丽萍.  中国航天. 2015(07)
[3]“发射权之争”——2014年“伽利略”卫星发射面临挑战[J]. 赵爽.  国际太空. 2014(09)
[4]自主在轨服务现状及分析[J]. 韩慧鹏,金雪松,范晨.  国际太空. 2013(10)
[5]欧洲通信卫星公司及其卫星编队(上)[J]. 小义.  中国航天. 2013(08)
[6]长征三号甲系列火箭构型统一的管理模式实践[J]. 邢晓光,胡炜.  质量与可靠性. 2012(05)
[7]“质子”号火箭发射“快车AM4”卫星失败,卫星全损[J].   卫星与网络. 2011(10)



本文编号：3293322