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NASA研究如何控制卫星编队飞行

http://jczs.sina.com.cn 2006年06月03日 09:32 中国航天信息中心

  [新科学家太空网2006年5月17日报道] 如何保证天文望远镜群(卫星编队)极其精确地环绕地球飞行呢?一位物理学家认为,通过综合激光的推力和绳索的拉力可以实现。

  大型望远镜价格昂贵,难于发射、不易维护。因此,某些下一代太空任务将使用多颗小型航天器编队飞行来代替大型航天器。例如,NASA的“微弧秒X射线成像任务”(MAXIM),预计将使用33颗卫星,并通过各卫星之间的相互合作创建一个巨大的X射线探测仪,其分辨
率足够拍摄黑洞。再如,“宇宙结构演化亚毫米探测器”(SPECS)需要3颗彼此相隔1千米的卫星,用于研究早期宇宙中形成的首批星系。

  问题在于,如何保持彼此分离的航天器像整体一样运行呢?物理学家Young Bae为,靠激光和绳索系统,可以使得千米级的编队达到纳米级的精确度。

  激光推力系统的思路是,利用激光器在编队内每2个航天器之间产生激光束,放置在每个航天器上的镜子来回往复地反射激光束,从而提供有效的能量推力。

  这种向外的推力与绳索向内的拉力相互平衡。这种系统也可以使用激光束非常精确地测量并维持2颗卫星之间的距离。Bae称:“任何其他方法都无法达到这样的校准精度”。NASA先进概念研究所(NIAC)为“激光-绳索”计划的第一阶段注入了资金,并正在考虑第二阶段的概念和更深入的研究。尽管如此,NIAC主任Robert Cassanova称,Bae的思路并不是关于如何控制编队飞行的唯一提案,他们也正在同时试验其他方案。他说:“我们不希望把所有资金投入到一个概念中。”

  NIAC资助的另一个项目,由麻省理工学院Raymond Sedwick及David Miller领导,建议使用电磁而不是传统的推进器来控制单个卫星的瞄准及卫星间的相对位置。该项目已经完成两个阶段的可行性研究,并已经获得NASA的额外资助继续进行研究。

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