低到突破自殺軌道的低軌衛星,日本是怎麼做到的?

2021-01-21 衛星與網絡



來源 | 太空精釀的空間站（spacebrewer）

作者 | 太空精釀



持續近兩年的日本極低軌試驗衛星（SLATS，Super Low Altitude Test Satellite）最近結束了。

低軌衛星普遍飛在距離地球400-1500千米的高度，這裡的大氣密度雖然已經低到海平面的幾十億乃至萬億分之一，但依然會對衛星造成微弱阻力，長此以往會逐漸把衛星拖回大氣。

一般認為到300千米就是自殺軌道。



日本的這顆衛星試驗了等離子電推進技術的應用，這種等離子發動機通過超強磁場加速被帶上電的氙氣原子工作，工質離開發動機的速度可輕易達到數萬米/秒水平，遠超化學燃料火箭的幾千米/秒級別。通過極其精細控制，可以讓推力完全抵消微弱的空氣阻力，軌道根本不會下降。



首次試驗這個技術的是歐空局的GOCE重力場探測衛星。這顆衛星簡直是無數黑科技（民用版）的大集成。現在日本成了第二個，而日本這顆衛星飛得更低，最後一次測試的高度竟然在180千米水平！



筆者對比了一下天宮一號和SLATS的軌道高度變化對比圖，可以看出SLATS在2017年底發射到500多千米高度後，進行了各種非常複雜的機動，主動降低軌道。期間也多次維持軌道高度不變，這說明等離子電推發動機的表現還是非常優秀的。

尤其是在180千米階段，天宮一號達到這個高度時幾乎一天就進入大氣焚毀了，而SLATS至少進行了數月的軌道保持。

SLATS也攜帶了相機，檢驗下軌道高度變化對圖像解析度的影響。未來這麼低的軌道，帶上日本IGS-Optical軍用光學偵察衛星的載荷，搞不好能到什麼效果來。

中國這個鄰居的航天技術，一直很不簡單。



本文轉載自「太空精釀的空間站（spacebrewer）」，原標題《日本極低軌試驗衛星SLATS任務結束》，作者 | 太空精釀

為分享前沿資訊及有價值的觀點，衛星與網絡微信公眾號轉載此文，並經過編輯。

支持保護智慧財產權，轉載請註明原出處及作者。

如文中圖片或文字侵犯了您的權益，請聯繫我們。


面對一件事情你有沒有獨特深刻的系統思考？面對未來你有沒有比別人更早洞察到機會？如何具備預測到未來可能遇到的陷阱而不是等問題發生了再去面對的能力？成功的人，永遠不做大多數。

—— 楊守彬

· 衛星與網絡微信公眾號（ID：satnetdy）團隊

編輯：林紫、娜娜

主筆記者：李剛、張雪松、樂瑜、朝天椒、黑法絲、刀子

策劃部：孫國鋒、楊豔

視覺總監：董寧

專業攝影：馮小京、宋煒

設計部：顧錳、潘希峎、楊小明

行政部：張萌、姜河

業務部：記軍、王錦熙、袁玲

原創文章轉載授權、轉載文章侵權、投稿、媒體合作等事宜，敬請將需求發至：tougao@yinhexi.la或加微信：a13810322995

展覽展廳設計、企業VI/CI及室內設計、企業文化建設及品牌推廣；企業口碑傳播及整體營銷傳播等，請加微信：a13810322995

· 呼風喚雨各分部：

成都分部負責人：沈淮

長沙分部負責人：賓鴻浦

西安分部負責人：郭朝暉

青島分部負責人：江偉

· 呼風喚雨總部負責人：農燕


· 聯盟負責人：譙遠、許全

· 大會負責人：周鐳

· 投融資及戰略層面合作：劉雨霏

· 本平臺籤約設計公司：一畫開天（北京）文化創意設計有限公司

· 航天加（深圳）股權投資基金管理負責人：楊豔



構建中國航天技術轉讓機制的思考


民用航天：航天夢想與現實的交匯


航天技術民用轉化機制的兩個範本



相關焦點

  • 低軌道衛星產業
    為什麼老美不去搞5G而去搞低軌道衛星呢？我們給大家解釋一下分析一下啊。1、傳統衛星有什麼問題？從18世紀開始，全球的衛星發展經歷了從傳統航天、過渡期到新航天時代，衛星從大衛星到小衛星低軌道。比如我們大家比較熟悉的足球世界盃的電視轉播，國家間的基本都是衛星通訊。傳統的衛星通訊的高度是36000公裡。
  • 2029年地球近地軌道將部署約57000顆低軌衛星
    千龍網訊  近年來，衛星產業產值增幅逐步趨穩，產值規模穩中有升。《2019年衛星產業狀況報告》數據顯示，2018年全球衛星產業總收入為2774億美元，同比增長3.28%。2019年全球衛星產業規模達2860億美元，同比增長3.10%。
  • 衛星通信行業深度報告:從高軌到低軌,新起點上的衛星通信產業
    目前主流的低軌星座的衛星大多位於 1000~1400 千米上空，其通信傳輸時延一跳約在 7 毫秒左右，考慮到其他方 面時延影響也可以做到 50 毫秒以內，與地面光纖網絡的時延相當。（2） 傳輸損耗：低軌星座寬帶衛星軌道高度約為靜止軌道衛星軌道高度的 1/30， 則低軌衛星信號自由空間損耗比靜止軌道衛星少 29.5dB，這是低軌衛星系 統實現終端小型化和高速數據傳輸的基石。
  • 釋新聞|已有高軌道通信衛星,中國為何要打造低軌道衛星?
    據不完全統計，從1984年至今，中國發射了20餘顆高軌道通信衛星，基本滿足國家國防和社會的通信需求，並成功出口委內瑞拉、玻利維亞、巴基斯坦等國。既然已經發射了不少高軌道通信衛星，為何還要「虹雲工程」低軌道通信衛星呢？2018年珠海航展上展出的「虹雲工程」衛星模型。
  • 衛星物聯網行業深度研究:低軌道高頻衛星通信專題
    1.4.低軌道衛星悄然復甦，網際網路以及物聯網成主流應用低軌道衛星系統一般是指由多個衛星構成的實時信息處理的大型衛星系統，主要 用於軍事目標探測、手機通訊等，相較於地球同步軌道衛星，低軌道衛星相較高度地 因此可使得傳輸延時短、路徑損耗小。
  • 我首次實現低軌衛星軌道傾角控制
    本報西安5月24日電 今天，記者從西安衛星測控中心獲悉，經過23天的測控，「資源二號」03星順利完成了衛星軌道傾角的調整，使「資源」衛星「三星組網」模式更加穩定、長壽命地運行。這是我國首次實現多星組網模式下低軌衛星軌道傾角控制。專家稱，此項控制的完成，為未來我國航天測控系統多目標測控管理積累了經驗。
  • 低軌衛星通信行業發展概況
    按照衛星軌道高度不同，通信衛星可分為：低軌衛星，軌道高度為 400km~2,000km；中軌衛星，軌道高度為2,000km~35,786km；高軌地球同步衛星，軌道高度為 35,786km。過去，通信衛星以高軌地球同步衛星為主，其繞地球飛行的周期與地球自轉周期一致，一顆衛星可以覆蓋地球三分之一的面積。因軌道資源緊張、傳播延時長、無法覆蓋高緯度地區等問題，高軌衛星市場近年來日漸萎縮，而低軌衛星憑藉其各項優勢逐漸興起。
  • 低軌衛星移動通信現狀與未來發展
    （5）成本低。通信設備成本不隨通信距離增加而增加，因此適應於長距離及人煙稀少地區的通信。然而，LEO通信也存在一些缺點，如低軌衛星發射和星上載荷的成本較高、鏈路傳輸衰減大、傳輸時延大等。LEO已逐步突破一些統衛星通信技術，如Space X的一箭多星，火箭回收及重複利用技術等。
  • 全球低軌衛星星座計劃與進展
    從全球每年新發射衛星數量來看，受益於小衛星發展，從2017年開始全球進入衛星加速發射時期，2017年和2018年新發射衛星數量都超過350顆，2019年前3季度衛星發射數已達250顆。 低軌道衛星數量佔比達三分之二，「通導遙」融合發展。全球低軌道衛星總數為1468顆，約佔全部在軌衛星的三分之二。
  • 巨頭們虎視眈眈的「低軌道衛星」究竟有何魔力?
    從該項目的規劃來看，亞馬遜將發射3236顆低地球軌道衛星，為生活在北緯56度到南緯56度的人口（佔世界總人口的95%），提供低延遲、高速度的寬帶網絡服務。亞馬遜的加入，加上近兩年資本市場和科技巨頭頻頻展開的各種動作，比如馬斯克SpaceX去年發射了兩顆測試衛星，孫正義投資的OneWeb上個月發射了六顆衛星。
  • 國金證券:全球配置衛星網際網路 低軌衛星成寵兒
    從全球每年新發射衛星數量來看，受益於小衛星發展，從2017年開始全球進入衛星加速發射時期，2017年和2018年新發射衛星數量都超過350顆，2019年前3季度衛星發射數已達250顆。低軌道衛星數量佔比達三分之二，「通導遙」融合發展。全球低軌道衛星總數為1468顆，約佔全部在軌衛星的三分之二。
  • 中國低軌道衛星行業運行現狀,低軌道衛星系統將是未來6G技術基礎
    ，衛星通信（系統）可分為低軌道（LEO）衛星通信、中軌道（MEO）衛星通信和高軌道（GEO）同步衛星通信。低軌道衛星星座是指十幾顆至幾十顆低軌道運行的小型衛星，繞地球在經度上距離相等的若干個軌道面旋轉，作為移動通信中繼站，對地面形成無線蜂窩覆蓋，把整個地球表面都覆蓋在內，可提供電話、傳真、數據、尋呼及無線電定位等業務。 低軌道衛星一般距地面約1000km，空間傳輸損耗較小。衛星形成的覆蓋小區在地球表面很快移動，繞地球一周約需2小時。
  • 新興低軌衛星通信星座發展
    因此，新興低軌衛星通信星座發展前景仍然存在不確定性。　　本文將從建設費用、容量密度等方面分析低軌星座與地面網絡的競爭態勢，從單位容量成本、地面終端配置、傳輸時延、落地監管等方面對比低軌星座與地球靜止軌道高通量衛星（GEO-HTS）的優劣，並結合民用市場以及軍事應用的特點和趨勢，研究新興低軌衛星通信星座的發展前景。
  • 北鬥百問丨淺談火熱的低軌衛星與5G
    特別是最近馬斯克的SpaceX發射第八批星鏈計劃成功後，低軌衛星的熱度更上了一個層次。5G不用說，一直都是通信技術發展的重頭戲。接下來，我們可以先來談一談低軌衛星。 低軌衛星主要是指，運行在低軌道平臺的衛星系統。根據平臺高度可以把衛星分為高軌、中軌和低軌。低軌衛星，也稱近地軌道衛星，特指軌道飛行高度為200~2000km的衛星集合。
  • 衛星通信行業專題報告:北鬥、低軌道衛星、高通量衛星與5G
    以北鬥提供的時空信息為核心的導航定位授時服務產品，必將大規模進入到行業應用、大眾消費、共享經濟和民生服務等領域，深刻且深遠地影響和改變著人們的生產生活方式。2. 低軌衛星移動通信低軌道衛星通信系統由低軌道衛星和主控地球站，關口地球站，移動地球站（車載站、船載站、機載站等），手持機以及無線電定位終端等組成。
  • 【智庫聲音】美國商用低軌衛星的軍事借鑑
    來源：學術plus 引 言 空間領域目前正在發生重大變化，進入空間的成本突然大幅下降，以及越來越小、越來越便宜的衛星不斷出現，這些小衛星可以幾十顆同時發射，部署在低地球軌道，建立一個比傳統衛星功能更強大的全球星座。
  • 衛星行業深度報告:低軌網際網路星座熱潮興起
    低軌衛星能夠解決高軌通信衛星面臨的問題，其距離地面較近，傳播延時短；目前軌道/頻率資源尚豐富， 先佔先得；通過多個軌道面的多顆衛星組網實現全球無死角覆蓋。但是低軌衛星需要組建較大規模的星座才能 夠實現服務，初期投資比較大；另外，由於低軌衛星高速繞地球飛行，地面站天線需要實時改變指向才能對準 衛星，地面站的複雜度高於高軌衛星。
  • 日本:「燕子」低飛 低軌高分開始驗證 「龍宮」取樣 隼鳥2號踏上歸程
    來源標題：日本：「燕子」低飛 低軌高分開始驗證 「龍宮」取樣 隼鳥2號踏上歸程日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）2017年12月23日發射的超低軌道衛星技術試驗機「燕」（SLATS）已完成「軌道過渡階段」，進入「軌道保持階段」。「燕」的目的是探索在超低軌道區域使用衛星的可能性。
  • 衛星通信行業專題報告:從頻率維度看低軌寬帶衛星網發展
    1、低軌衛星移動通信低軌道衛星通信系統由低軌道衛星和主控站，關口地球站，移動地球站（車載站、船載站、機載站等），手持機以及無線電定位終端等組成。低軌道衛星星座是指十幾顆至幾十顆低軌道運行的小型衛星，繞地球在經度上距離相等的若干個軌道面旋轉，作為移動通信中繼站，對地面形成無線蜂窩覆蓋，把整個地球表面都覆蓋在內，可提供電話、傳真、數據、尋呼及無線電定位等業務。
  • 未來用低軌衛星上網,除了美國「星鏈」,你還能選誰?
    而低軌寬帶通信星座可以更好地對全球進行通信網絡覆蓋與升級。早在2015年1月，SpaceX公司CEO馬斯克就宣布其打算發射約1.2萬顆通信衛星到太空軌道的「星鏈」計劃，從2020年開始工作，旨在為全球消費者提供廉價、快速的寬帶網際網路服務。