近日，在珠海舉行的第十四屆中國(guó)航展上，一款形似“風(fēng)箏”造型的產(chǎn)品吸引了不少觀眾駐足。這款名為“低成本通用接口商業(yè)衛(wèi)星離軌裝置”的產(chǎn)品(以下簡(jiǎn)稱薄膜離軌帆)，有望成為處理太空碎片的解決之道。

　　隨著人類探索太空活動(dòng)日趨頻繁，空間碎片的形勢(shì)已十分嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前地球軌道上因人類航天活動(dòng)產(chǎn)生的空間碎片總數(shù)量達(dá)上億個(gè)，總質(zhì)量高達(dá)數(shù)千噸。為減緩空間碎片的增長(zhǎng)，保證未來空間活動(dòng)的可持續(xù)開展，發(fā)展和應(yīng)用以薄膜離軌帆為代表的空間碎片減緩技術(shù)逐漸成為國(guó)際熱點(diǎn)。

　　簡(jiǎn)單來說，薄膜離軌帆是一種配置在航天器上的可實(shí)現(xiàn)自主展開的薄膜結(jié)構(gòu)；“風(fēng)箏”造型是其展開狀態(tài)，收攏后的狀態(tài)僅為展開狀態(tài)的1/200，大概只有手掌般大小。在隨航天器發(fā)射入軌時(shí)，薄膜離軌帆呈收攏狀態(tài)，等到航天器“壽終正寢”，帆面解鎖指令啟動(dòng)，薄膜帆面展開，輕薄的帆面增加了航天器的迎風(fēng)面積，航天器就像配了一把“降落傘”，逐漸減緩在軌道上的運(yùn)行速度，并脫離軌道墜入大氣層。

　　以一顆700公里高度15公斤級(jí)衛(wèi)星為例，若無離軌措施，衛(wèi)星壽命結(jié)束后還將占據(jù)軌道時(shí)間長(zhǎng)達(dá)120年；如配置展開面積為2平方米的薄膜離軌帆，可將在軌時(shí)間縮短至10年以內(nèi)。值得一提的是，利用薄膜離軌帆實(shí)施離軌，無需消耗燃料，即使是在航天器發(fā)生故障失控的情況下，僅需少量電流即可實(shí)現(xiàn)薄膜帆展開，可有效解決失控航天器的離軌需求。

　　2019年9月，中國(guó)首套微納衛(wèi)星標(biāo)配式離軌帆——“金牛座”離軌帆在軌成功展開，當(dāng)時(shí)的離軌帆展開面積僅2.25平方米，但取得了顯著的離軌效果。隨后，805所又為“齊魯四號(hào)”“佛山一號(hào)”“天樞一號(hào)”“金紫荊二號(hào)”等多顆商業(yè)衛(wèi)星配套了離軌帆，成功實(shí)現(xiàn)了薄膜離軌帆產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。今年發(fā)射入軌的運(yùn)載火箭載荷艙離軌帆，則進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了展開面積增加10余倍的技術(shù)跨越，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)中大型航天器及運(yùn)載火箭入軌艙段增阻離軌能力的空白。(記者 郭超凱 制作 徐妙巧 視頻來源 中國(guó)航天科技集團(tuán)八院）

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