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地點:哈薩克拜科努爾航天發射場 200/39(L) 工位

火箭:Proton-M火箭 + Briz-M上面級

載荷:Eutelsat 5 West B通訊衛星、MEV-1(Mission Extension Vehicle)首個商業在軌延壽服務航天器

客戶:Eutelsat、Orbital ATK

軌道:GTO(地球同步轉移軌道)

發射時間:10月9日,18:17。

簡介:

眾所周知,對於一顆昂貴的靜止軌道通訊衛星而言,其實大部分入軌重量都被用來抬升軌道和姿控保位的推進劑所佔據;而且一旦推進劑耗盡,即使星上裝置依然正常,也不得不忍痛將其退役。所以早在上世紀六十年代,航天器在軌服務(包括在軌加註)的概念就已經提出。雖然至今已經歷經了幾十年的發展和驗證,但對商業衛星的在軌服務依舊沒能走向實用化。尤其是在軌加註推進劑技術,該技術需要衛星在設計之初就提供加註介面,額外增加了衛星成本和技術風險。因此衛星製造商一直認為需要技術成熟後再設計加註介面,而在軌服務商則認為先普及接口才能實驗在軌加註並使該技術成熟,從而使在軌加註技術的發展陷入僵局,遲遲沒有走向商用,僅僅停留在部分軍用和技術驗證專案上,其中具有代表性的就是DARPA的“軌道快車”計劃和後續的“鳳凰”計劃。

直到2017年12月,美國聯邦通訊委員會表示即將批准軌道ATK公司的首次商業化衛星在軌延壽專案,發射首個“任務擴充套件航天器”(Mission Extension Vehicle-1,簡稱MEV-1),服務物件為即將退役的Intelsat-901通訊衛星,MEV-1將於2018年搭載“質子”運載火箭與Eutelsat 5 West B衛星一同升空。此次在軌延壽之所能迅速商用,關鍵在於公司不再糾結於利用被服務衛星自身的推進系統,也不為其加註推進劑;而是利用所有大型商業衛星都具備發動機噴管和星箭對接環結構,通過MEV-1上專門的對接機構進行捕獲對接,“挾持”被服務衛星,代替被服務衛星的推進系統,幫助其維持姿態和進行位置保持,被服務衛星的星上載荷則繼續正常工作。相當於為因推進劑耗盡而瀕臨“殘疾”的衛星加一個“輪椅”。從而為其延長3-5年的壽命,理想情況下可以最多延長10年壽命。

此次服務物件Intelsat-901於2001年6月利用阿麗亞娜4號火箭發射升空,衛星工作已有16年。2017年9月,該星被更強大的高通量衛星Intelsat-37e衛星替代,因此Intelsat-901進入墳墓軌道瀕臨退役,但星上大部分轉發器仍可正常工作。

軌道ATK公司表示MEV-1基於已有的TacSat-3平臺研發,重約兩噸,設計壽命15年,針對靜止軌道環境和交會對接進行特殊改進。裝備有一套特殊設計的對接和捕獲機構,MEV-1已於去年初完成了關鍵設計評估,目前正在該公司位於弗吉尼亞州的工廠生產,並已經完成了75%的生產工作。MEV-1入軌後主要利用電推進器耗時2-3個月抬升軌道,同時進行在軌測試。在MEV-1測試完成後,MEV-1會逐步靠近Intelsat-901衛星,並在墳墓軌道上進行2到4個星期的測試和捕獲對接。MEV-1使用電推進器進行升軌和保位,並使用化學推進系統進行交會和對接。在延壽專案完成後,MEV-1會將Intelsat-901推入墳墓軌道,而後MEV-1可以為其它衛星繼續進行延壽服務,公司表示目前靜止軌道上80%的商用通訊衛星都與之相容。

MEV專案從早期藍圖直到現在獲得商業客戶青睞,在專案規劃設計上是有其特點的:首先,MEV巧妙的利用了通訊衛星普遍具備的對接環和推進器結構作為連線點,加之該結構一般都與衛星的承力結構存在剛性連線,可以承受對接和在軌機動的過載。其次是衛星平臺採用成熟平臺,結合電推進器後整星品質較小,可以採用搭載發射方式入軌,從而大幅降低MEV自身成本。因此對於部分造價高昂,星上裝置依然完好,但推進劑耗盡的衛星而言,利用MEV為其“續命”比替代發射更具價效比和靈活性。最後,MEV既是商用在軌服務航天器,又是軌道ATK的在軌服務試驗平臺,基於MEV目前的經驗,該公司的下一代在軌服務航天器也在規劃設計當中。

當然這種模式也有弊端,MEV在整個延壽期間都必須與被服務衛星連線,時刻被佔用。而理想中的在軌服務航天器,應在維修或加註完成後就可以分離待命或準備下一次任務。這樣一來,任務週期可以大幅縮短,服務效率和可服務物件數量也大幅增加。因此MEV-1其實不能算軌道“加油站”,叫軌道“副油箱”更恰當一些。但從思路上來講,MEV對在軌服務技術並不追求一步到位,而是退而求其次,儘快成型併發掘其商業和技術優勢,逐步樹立市場信心,並培育相關市場。因此,國防部也對該任務十分感興趣,而MEV-2的合同也已經簽訂,雖然具體服務物件尚未公開,但其前景依舊值得期待。

更新日誌:

【2019年09月25日】微風m上面級飛控故障,發射推遲10月9日。

【2019年08月12日】又推遲到9月30日18:26。

【2019年08月01日】任務火箭運抵拜科努爾。

【2019年07月19日】9ifly訊息暫定9月20日發射。

【2019年03月15日】繼續推遲。

【2018年12月07日】外媒訊息,技術原因推遲到5月。

【2018年10月17日】外媒訊息,定於2月發射。

【2018年01月31日】官網訊息,推遲到19年,今年質子唯一的一次商業發射也沒了。

【2018年01月10日】新增此次發射。

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