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“欧洲环境卫星”失控案例
发布日期:2018-01-10字号:[ ]

“欧洲环境卫星”(Envisat)是欧洲航天局(ESA)研制运行的欧洲最大的民用对地观测卫星,为欧洲提供空气质量、北极海洋冰川等多项环境观测数据,以提升综合性环境研究效果。卫星于2002年3月1日发射进入790km高度的太阳同步轨道(SSO),设计寿命5年,在轨尺寸26m×10m×5m,在轨质量8211kg(含肼燃料质量318kg,有效载荷质量2145kg),寿命末期单边太阳翼功率6.5kW,携带“先进合成孔径雷达”(ASAR)、“中分辨率成像光谱仪”(MERIS)等有效载荷。

图1:Envisat在轨示意图

2012年4月8日,瑞典地面观测站在Envisat卫星过顶时未接收到任何数据,卫星与地面意外失联,突然结束对地观测任务。虽然随后地面确认欧洲环境卫星仍在稳定轨道上运行,但此后并未再次与卫星成功联系。

2012年4月15日,ESA机动法国“昴宿星”(Pleiades)卫星抵近Envisat卫星约100km处拍摄图像,以便进一步分析故障原因,同时使用地面雷达设备进行观测。

2012年5月9日,ESA放弃卫星挽救,宣布卫星任务结束。

Envisat卫星与地面失联后处于失控旋转状态,ESA通过卫星拍摄图像和地面雷达观测数据推测出几种失控原因:

(1)可能是星上功率调节器损坏,影响卫星的遥测遥控;

(2)可能是星上出现短路情况,触发卫星启动“安全模式”;

(3)可能是卫星在过渡到“安全模式”时出现异常,处于未知的中间状态。

根据Envisat卫星的面质比和运行轨道,预计其将继续在轨停留150年。卫星每年会与2个编目目标距离200m以内,很可能引发碰撞,碰撞产生的新碎片甚至会产生凯斯勒连锁碰撞效应,带来灾难性的后果。

正因如此,欧洲目前正在发展“欧洲离轨”(e.Deorbit)空间碎片移除项目,其离轨目标选定为Envisat卫星,计划通过主动移除的方式使失控旋转的Envisat卫星离轨。

目前,欧洲环境卫星运行在766km高的太阳同步轨道上,轨道倾角98.2°,具体参数如表所示。

欧洲环境卫星轨道参数(2017.12.27)

半长轴

a/km

偏心率

e

轨道倾角

i/°

升交点赤经RAAN/°

近地点幅角

w/°

平近点角

M/°

7144

0.0001475

98.207

38.773

82.968

277.167




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