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日本將在全球首次試射實用型超低軌道衛星

2017/12/19

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       日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)最早將於12月23日從鹿兒島縣種子島宇宙中心發射在超低空飛行的試驗衛星。通常地球觀測衛星的飛行高度為600~800千米,而該衛星將在180~270千米的低空飛行。由於大氣阻力將增至約1000倍,因此將用約2年時間來確認高效離子引擎的性能和材料的耐用性。

 

 

       目前為止超低空飛行的衛星還很稀少,只有歐洲航天局(ESA)用來詳細觀測地球重力的科學衛星以約260千米的高度飛行。實用的超低軌道衛星方面,日本此次發射將是首次嘗試。

 

       如果衛星能在超低軌道運行,那麼即使不搭載高性能的照相機和雷達,也能夠準確掌握地表和氣象情況。直徑為30厘米的照相機在600千米高空上只能識別地面上大小超過一米的物體,而在200千米高空則能夠識別小于50厘米的物體。衛星的機體也能夠實現小型化,從而減少成本和耗電量。該衛星被期待推動低成本小型衛星的開發、開拓新需求。

 

       JAXA將發射的超低軌道衛星技術試驗機(SLATS)「燕」呈箱狀,長2.5米、厚0.9米,搭載的光伏面板像翅膀一樣張開。機體的製造和設計由三菱電機負責。

 

       太空中只有少量大氣存在, 180~270千米高度下的大氣濃度是普通地球觀測衛星軌道的近1000倍。因此大氣阻力將加大,如果不採取措施,衛星很快將耗盡燃料跌入低層大氣。因此,將採用通過小行星探測器「隼鳥」等開發的離子引擎。機體也採用有助於減少阻力的形狀。

 

       計劃讓衛星在約481千米高度進入橢圓形軌道。約1年零3個月後從270千米的高度逐漸下降,每次下降10千米。讓離子引擎在不同的高度噴射離子束,確認最長能否在1個月內保持高度。1年零9個月後讓衛星在180千米的最低高度飛行7天。之後將確認在不使用引擎的情況下能夠多久不跌入低層大氣。

 

       高空中因宇宙射線和強烈紫外線照射,存在呈離子狀態的氧。這些氧容易與金屬和化學物質發生反應,導致衛星表面的隔熱材料等劣化。為了解決這一問題,將嘗試使用對射線和紫外線耐受性好的聚酰亞胺樹脂、氟代乙烯樹脂和銀質材料等。通過照相機來觀測材料劣化的情況,確認材料的耐用性。

 

       未來設想讓幾架超低軌道衛星繞地球飛行,在發生災害時讓距離最近的衛星拍攝受災地的情況。此外還有望用於偵察等安全保障領域。不過在超低軌道存在衛星的殘骸等,需要採取應對措施。

 

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