這是一條沒引起多少波瀾的新聞,2018年10月18日,四川成都天府系統科學研究會宣稱,打算在2020年發射一顆「人造月亮」,目的倒也簡單,就是減少能源的消耗,比如可以少開路燈,緩解沉重的環保壓力,看上去這個想法挺好,但事實上障礙頗多,我們簡單展開討論下。
這個響亮名字的計劃並非官方,只是四川成都天府系統科學研究會提出,成都航天科工微電子系統研究院承接研發的一個人造月亮計劃,技術上來看似乎並沒有需要突破的難點,而且計劃在2020年通過西昌衛星發射中心升空進行測試,效果如何不得而知,不過2020年就是明年啦,再不濟一年也就知道結果了!,不過有幾個問題我們可以事先做個討論和鋪墊。
人造月亮的軌道非常重要,因為必須要照顧兩個問題,第一是高軌可以讓更多的地區看到,但成本更高,第二是既然是人造月亮,那肯定是反射太陽光了,總不可能裝個大燈泡上去吧,因此這就必須要考慮一個晨昏線的問題,因為再高的軌道也會被地球曲率擋住,而且越高單位反射面積越低,就成一顆星星啦,而不是人造月亮。
軌道多高合適?
很多朋友覺得跟國際空間站差不多就行,但各位要知道國際空間站過境最多也就7分鐘多一點,也就是說假如這個人造月亮和國際空間站差不多高度,那麼7分鐘過,地面又陷入一片黑暗,然後各種路燈又得打開,不是折騰人嘛!
所以這個高度儘量要高,但高度比較高有兩個問題,發射成本和單位面積亮度降低,所以這個要和地面照度要求和衛星反射面積展開結合後才能計算出一個比較合適的軌道,但我們確信這個測試性質的人造月亮高度不會太高,所以能看到的也就晃一下幾分鐘而已。然後隨著衛星移動,在地面上照出一條光帶而已。
衛星用什麼軌道?
如果要確定照射某一點的話,理論上來說應該赤道上空的靜止衛星軌道,但這個高度高達3.6萬千米,實在太高了,而且反射光分散!不如傾斜同步軌道,它大致在目標上空8字形打轉轉,也不錯,但高度一樣,不過從赤道上空跑到目標區域上空了。
兩條軌道都不行,而且人造月亮只能跟隨太陽,那麼只能採用太陽同步軌道(幾乎極軌),比如在晨昏線後方數百千米處與太陽同步,那麼每一圈都能反射太陽光照亮地面,不過可惜的是星下點軌跡並不是經過同一點,而是每次都不一樣。但可惜軌道高度也很高,3.6萬千米。
那麼沒辦法了,只能用極軌但低軌道衛星,所以想要在同一點每天看到這個月亮還是很不容易的,不過中國那麼大,只要軌道設計下,總有個地方能見到的,如果比滿月還要亮,那麼白天也能看到它,有冒毛用呢?
其實這個大面積太陽反射薄膜打開還是一個比較嚴重的問題,畢竟太陽帆測試也不是每次都成功,而且反射太陽光成為人造月亮的反射面積也必須很大,這個展開還是有很高技術含量的。
另一個問題是必須考慮光壓對於衛星的動力效應,簡單的說要維持這個軌道的話必須要動力使其軌道漂移掌握在可控的誤差之內,假如不維持軌道的話,很抱歉它要不了幾個月就飄不知道哪裡去了,這將導致一個問題:
要多少燃料維持?
或者裝載離子電推進火箭?
兩個成本都不低,如果不幹一錘子買賣,那麼這就是必須要考慮的問題。所以這顆衛星必須考慮姿態與軌道維持問題,無論用化學發動機還是電推,儘管技術成熟,但成本讓人頭大。
國際空間站高度調整
其實這就是一個頭疼的問題,陰雨天就麼有太陽了,儘管人造月亮能看到太陽,但它的反射光卻也無法穿透雲層,因此陰雨天就白瞎了,就照著雲層上最多就留下一個光斑。
性價比如何?
種花家判斷這個工程也就是雷聲大雨滴小,到時候很有可能不會實施,因為這只是一個噱頭工程,沒有一丁點實用性,而且關於人造月亮這個提議已經不止一個國家或者組織提過,但也就曇花一現!
鋼鐵俠馬斯克的星鏈工程
另外SPACE的星鏈工程已經被天文愛好者和天文臺投訴了, 這個明晃晃的人造月亮還要跑出來搗亂,各個天文臺惱火到恨不得想把它從近地軌道上用望遠鏡捅下來!
因此從各個方面判斷,種花家認為這個工程會流產!簡單的說就是銷聲匿跡了!