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“光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?

发布时间:2019-06-21 10:36:15  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:253

      “光帆2”号飞船已经整装待发,准备上演光动力飞行。“光帆2”号是一颗面包片大小的众筹立方体卫星。按照计划,这艘飞船将于6月24日搭乘SpaceX的猎鹰重型火箭发射升空。发射后大约两周,“光帆2”号将展开32平方米的太阳帆,利用太阳光子的微小压力逐渐抬升轨道。如果成功的话,“光帆2”号将成为人类历史上第一艘借助阳光在地球轨道飞行的飞船。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      艺术概念图,“光帆”号飞船完全展开太阳帆
      美国行星学会的“光帆2”号飞船将于6月24日搭乘SpaceX的猎鹰重型火箭从肯尼迪航天中心发射升空。发射时间定为美国东部时间晚上11点30分(格林威治标准时间6月25日凌晨3点30分),发射窗口为4个小时。
      发射后大约两周,“光帆2”号飞船将展开344平方英尺(约合32平方米)的太阳帆,利用太阳光子的微小压力逐渐抬升轨道。如果成功的话,“光帆2”号将成为人类历史上第一艘只借助阳光在地球轨道飞行的飞船,同时证明太阳帆是立方体卫星的一种可行驱动方式。此外,这艘飞船的成功也将标志着行星学会的一项十年计划达到高潮。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      2019年4月11日,SpaceX的猎鹰重型火箭搭载Arabsat-6A通讯卫星发射升空
      按照计划,“光帆2”号要搭美国空军的“空间测试计划2”(STP-2)任务的便车进入地球轨道。这项任务总计将把24艘飞船送入3条不同轨道。为了做到这一点,猎鹰重型火箭的上级需要打一场持久战,总计需要进行4次点火。鉴于整个飞行计划的复杂性,SpaceX称这是SpaceX历史上最具挑战性的发射之一。
      猎鹰重型火箭的核心级尚未进行过飞行,但侧置助推器曾于4月将Arabsat 6A通讯卫星送入太空。值得一提的是,这将是美国国防部第一次使用采用带有经过发射检验的助推器的火箭,让政府官员有机会评估SpaceX针对未来任务制定的调整方案。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      艺术概念图,行星表面产生的无线电波束驱动光帆
      发射后,侧置助推器将返回佛罗里达,最后垂直着陆。核心级将降落大西洋的无人船“当然,我还爱你”号。回收助推器虽然是SpaceX发射任务中最令人兴奋的一个环节,但能否回收并不是发射成功与否的标准。
      发射时,“光帆2”号将装入Prox-1,一款由佐治亚理工学院学生设计的手提箱大小的飞船。在最初的设计上,Prox-1用于追逐“光帆2”号并与之会合,现在则用于将“光帆2”号部署到轨道。猎鹰重型火箭上级的第一个目标是一条远地点865公里,近地点300公里的轨道。在这条轨道,它将部署大约12颗立方体卫星以及一颗名为Oculus-ASR的小卫星。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      Prox-1在地球轨道部署“光帆2”号飞船
      第二个卫星部署点是一条720公里高的圆形轨道。搭载“光帆2”号的Prox-1将率先脱离猎鹰,此时距发射大约1小时20分钟。在此之后,来自美国海军研究生院和美国宇航局的卫星以及美国国家海洋与大气管理局和台湾合作研制的COSMIC-2(由6颗卫星构成)会相继脱离。COSMIC-2将接收地球上的发射机发射的无线电信号,用于从上至下测算地球大气层的温度和压力。
      猎鹰火箭的最后一站是一条近地点6000公里,远地点1.2万公里的轨道。在这条轨道,它将部署美国空军出资研制的空间天气实验装置DSX。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      艺术概念图,采用太阳帆的立方体卫星
      在入轨后的第一周,Prox-1将安静地环绕地球,让进入同一轨道的其它卫星分开足够远的距离。脱离猎鹰后7天,Prox-1立方体卫星部署器P-POD的前门打开,利用一个大弹簧将“光帆2”号弹入太空。释放后,“光帆2”号将展开天线,发送运作状况的信息。宇航局的主地面监测站和任务控制中心设在加州州立理工大学圣路易斯奥比斯波分校。佐治亚理工学院、普渡大学、考艾岛社区学院将提供必要支持。追踪站将把“光帆2”号的遥测数据传回任务控制中心。
      项目组将利用几天时间对“光帆2”号进行“体检”,将轨道数据上传给“光帆2”号,帮助它确定自己的方位。随后,“光帆2”号将用安装在太阳能电池板上的两架广角相机拍摄测试照。此时,太阳能电池板被类似钓鱼线的“光谱线”固定在飞船旁边。相机仍躲在飞船体内,即使拍摄照片,也看不到什么。发射后大约5天,有一个小线圈会加热,烧断光谱线,太阳能电池板向外转动,露出盛装三角太阳帆组件的4个器材箱。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      2015年6月8日,行星学会“光帆1”号飞船搭载的立方体卫星在地球轨道拍下了这幅照片,展示了展开的太阳帆
      太阳能电池板展开后一天,也就是发射后两周,“光帆2”号团队将命令飞船展开太阳帆。他们要等待一个合适的通讯窗口。在这个时间段,“光帆2”号将在多个地面站上空穿过。4个钴合金吊杆像卷尺一样,从一个旋转的中央轴伸出,展开4个太阳帆组件。整个部署过程大约需要3分钟。
      如果“光帆2”号的遥测数据显示电机旋速提高,说明一切进展顺利。随着太阳帆的展开,“光帆2”号将继续拍摄照片。项目组将选择一张或多张高分辨率照片下载。太阳帆展开后,“光帆2”号将利用动量轮调整太阳帆的方向。朝着太阳飞行时,太阳帆朝向一侧,减少飞船驱动力。远离太阳时,太阳帆将较宽的一面朝向太阳,获取推动力。虽然“光帆2”号的太阳帆面积很大,但光子压力产生的推进力仅相当于放在手掌上的一个回形针。
    “光帆2”号飞船即将发射 有哪些东西值得期待?
      太阳帆飞船艺术概念图
      借助光子压力产生的推进力,“光帆2”号不断提升轨道。为了精确测算“光帆2”号的微小高度变化,项目组与国际激光测距服务组织(ILRS)合作。ILRS将利用其部署在全球的地面激光网络向“光帆2”号底部的镜子发射激光束,而后测算激光返回的用时。根据测算结果,项目组便可确定“光帆2”号的轨道是否按计划提升。
      “光帆2”号的轨道提升过程将持续大约一个月。随着远地点提高,近地点下降,“光帆2”号无法保持圆形轨道。最终,大气阻力将超过太阳帆产生的推力,终结“光帆2”号的首要任务。“光帆2”号将继续环绕地球轨道一年,而后重返地球大气层。展开太阳帆后,我们或许用肉眼观察到“光帆2”号飞船。