波音卫星刚解体 中国就演示太空机械臂捕获卫星(图)

随着技术的发展,人们开始大力开发太空资源。很多国家都开始向太空发射卫星,随着卫星小型化的发展,一些国家已经可以一次性发射多枚卫星,我们的邻居印度就曾撒种子式的用一枚火箭带上了104个卫星。

最新太空机械臂捕获大型卫星地面演示

每当我们仰望星空,浩渺无垠的宇宙空间总是令人向往。然而,在我们肉眼不可及的穹顶之上,美丽与危险并存。随着科技的进步,人类对太空探索的增加,本是广袤无垠的空间变得日益拥挤。

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近日,波音价值4亿美元通信卫星已解体,发生故障并最终解体,服役仅3年,碎片威胁轨道安全。

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但是我们都知道,卫星属于电子器件,不管你把它设计的多么精密,它总是会有报废的一天,想要把卫星送上天并不难,但是想要把它弄下来,这个事却并不容易。这些被废弃的卫星被称为太空垃圾。

最新太空机械臂捕获大型卫星

太空垃圾,又称为轨道碎片,特指宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体。它的来源非常广泛,如“退休”的卫星;报废的火箭助推器;宇航员作业时留下的航天服、工具铲、老虎钳、各种生活用品;航天器漏出的固体、液体,以及航天器碰撞过程中产生的碎片等等。是目前太空探索面临的危机之一,而且随着时间的推进,这个危机愈演愈烈。

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就在这颗卫星宣布解体的时候,央视《大国重器》节目曝光航天人正在测试大型空间站专用的六自由度太空机械臂捕获大型卫星,意义重大。2022后配合空间站,这个灵活的机械臂不仅可以抓举太空人进行空间站外作业维修,还可抓取报废卫星,或者清除太空垃圾碎片,在轨加注,用途极大。

80年代以来,太空垃圾爆发式增长,地球就像被垃圾场包围!

太空垃圾最危险的地方并不是它占用了轨道。而是其在报废之后会逐渐偏离原有的轨道。一般的如果卫星在报废之后就无法再产生动力,虽然在太空之中阻力很小,但是我们并不能说那里完全没有阻力,因此废弃卫星的轨道会逐渐降低,最终逐渐坠入地球。在其轨道发生变化的时候,就有可能撞上其他正在运行的卫星。这就会产生大量的碎片,这些高速运行的碎片一旦撞上空间站,那么将会对空间站造成致命的威胁。空间站上的航天员们也可能性命不保。

空间机械臂本身就是一个智能机器人,具备精确操作能力和视觉识别能力,既具有自主分析能力也可由航天员进行遥控。

根据美国航空航天局ODPO统计,截止到2016年10月4日,地球近地轨道范围内共有被监测的人造天体17817个,光最近的三个月就增长了88个。

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空间机械臂

中国国家航天局秘书长田玉龙介绍,太空中毫米级以上的空间碎片数以亿计,总数量达几千吨。同时,世界各国发射了6500多艘航天器,废弃卫星有5000多颗,它们随时有可能坠入地球。更严重的是,环绕地球轨道的碎片数量,以每年2%~5%的速度递增。按照这个速度计算,如果不加以清理,那么近地轨道在300年后就可能被垃圾填满。

近日我国的空间机械臂研发成功,这个机械臂可以在6个自由度灵巧的活动,它可以安装在空间站之上,帮助航天员进行太空修理,也可以帮助抓取附近的卫星。当然它最大的用途在于可以清除附近潜在的太空垃圾碎片。目前国际空间站即将结束寿命,未来太空中可能会长时间只有我国的空间站在运行,这个机械臂的研制成功无疑极大的提升了我国空间站的安全性。

世界上最早的机械臂是1981年随美国航天飞机发射升空的加拿大六自由度机械臂系统,加拿大作为一个仅有3000多万人口的国家,其太空机械臂是全世界最先进的,美国人对其评价是建立和维护国际空间站的关键!

大学讲师Stuart
Grey做了一则只有1分钟左右的短视频,完整显示了从1957年前苏联发射第一颗卫星Sputnik升空以来,太空垃圾逐步累积的过程。

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上世纪九十年代,欧洲和日本都有研制成功六自由度空间机械臂。

从视频可以看出,80年代以后,太空垃圾爆发式增长,地球看上去就像被垃圾场包围了一样。

日前,印度刚刚用自认为世界顶级的反卫星技术制造了数百个碎片,而我国的机械臂正是对付这些碎片的高端设备,二者谁是更负责任的大国不言而喻。

最新太空机械臂捕获大型卫星地面演示

10厘米的碎片碰撞将彻底摧毁一颗航天器!

中国太空机械臂是本世纪初才开始研制的,慢慢发展出多个型号,有精巧的机械手,也有六自由度太空机械臂。小型机械臂曾在天宫二号进行了多次舱内测试,并与航天员进行人机交互测试。2014年空间机械臂由一个臂展和6个关节组成,非常灵活,可以全方位进行目标捕获和操作。

空间碎片绝大多数分布在距地面2000km的地方,这也是人类使用最频繁的低地球轨道(LEO),其运行速度为7.8公里每秒,它们如果与航天器发生超高速撞击,其相对撞击速度在0到15公里每秒之间,平均撞击速度为10公里每秒,要知道地面上炮弹的速度最高也不到2公里每秒。

天宫飞行器

举一个例子,直径1cm的铝球以10公里每秒的速度撞击所产生的能量与地面上速度为120公里每秒的小汽车撞击相当。一块微小的油漆斑点,在太空高速环境下撞击卫星,就可能引爆一场航天大国间的外交甚至军事冲突。10厘米的碎片碰撞将彻底摧毁一颗航天器。

国际空间站由于多种原因,即将退出历史舞台。2022年后,全世界只有中国拥有国际空间站。

402com永利1站,这无时无刻不对卫星本身的安全、航天飞机以及国际空间站的安全构成威胁。

中国宇航动力学国家重点实验室专家建模计算结果显示,此次美国卫星解体事件产生的0.5米以上的碎片有9-10个,这些碎片平均每天向东漂移0.4307度。如此漂移的碎片非常危险,可能与静止轨道上现有其他卫星发生碰撞。

相信看过《地心引力》的人,对太空垃圾的危害有更直观的认识。影片中,俄罗斯发射的导弹击毁其一颗废弃的间谍卫星,爆炸产生的碎片击毁了大量航天器并冲向“探险者”号航天飞机,将其与哈勃望远镜一同撞毁。除了出舱的两人,其他航天员全部丧命。而90分钟后的又一轮碎片来袭,瞬间击毁了国际空间站。

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