人类在太空中如何修卫星?看完之后你就明白了!

现代社会对于卫星依赖越来越多,电视广播、天气预报、定位导航等技术的背后,都离不开卫星的支持。然而,发射卫星的成本非常高昂,除了价值数以亿计的运载火箭,其本身的价格也从几百万到数亿不等。由于身处太空之中,卫星一旦出现故障很难得到有效的维修。当地面远程维修、排查故障失败后,故障卫星很可能被放弃。难怪有人戏称:价值数亿的东西说丢弃就丢弃,除了卫星恐怕很难找出第二种。那卫星在太空发生故障真的无法挽救么?并非如此。从1984年4月10日到2011年,故障卫星曾迎来一段希望时光。

1984年4月6日,美国“挑战者”号航天飞机成功升空。此次“挑战者”号飞向太空主要执行两项任务,一是释放一颗新卫星,第二则是修理一颗旧卫星。千万别小看后一项任务,因为这是人类首次尝试在太空轨道上修理卫星,如果任务成功,意味着许多卫星的寿命将大大增加,即便在太空出现严重问题也有被修复的可能。

“挑战者”号航天飞机的任务徽标

第一个被进行太空维修的卫星,是名为“太阳极大年使者”的探测器。该探测器于1980年2月升空,旨在探测太阳活动高峰时从可见光到伽马射线的广泛谱段。“太阳极大年使者”升空10个月后,它的姿态控制系统发生了故障。熟悉卫星的人都知道,姿态控制系统相当于卫星的“大脑”,该系统如果出现故障后果十分严重。的确,故障导致星上5台仪器失灵,在被修复前,“太阳极大年使者”已经在太空中漂泊了3年多时间。

“太阳极大年使者”拍摄的太阳活动景象

想要对“太阳极大年使者”进行维修,最关键的一步是要将它捕获。1984年4月9日,已经执行完释放新卫星任务的“挑战者”号航天飞机,开始向故障卫星移动,并最终在距离卫星60米的地方停了下来。随后,两名宇航员尼尔森与霍夫曼穿戴好全套宇航设备,准备将“太阳极大年使者”弄进飞船货舱。可是,任务进行的并不顺利。按照原计划,尼尔森将独自靠近卫星,并用特制的爪扣固定卫星,慢慢将其带回飞船,然后与在货舱接应的霍夫曼一起进行维修。但一连尝试了3次,特制爪扣始终无法固定卫星,更糟糕的是,卫星遭受外力后开始不规则晃动。好在地面科研人员及时进行远程干预控制住了场面,否则任务将以失败告终。

中间为霍夫曼,右二位是尼尔森

尽管用宇航员捕捉卫星的计划失败,但地面科研人员与“挑战者”号上的船员们并没有放弃任务。在经过一晚上的彻夜研讨后,4月10日,相关人员决定让“挑战者”号冒险接近“太阳极大年使者”,并用飞船搭载的机械臂捕获卫星。在船员小心翼翼的操控下,卫星最终被捕获,维修任务得以继续进行。抓到卫星后,宇航员们为其更换了新的姿态控制系统和电子设备箱,并对卫星做了“全身体检”。检查无误后,宇航员们重新将卫星送回太空,此举成功为“太阳极大年使者”延寿5年。后来,美国一部有关航天飞机的太空纪录片中,还提到了此次维修任务。

机械臂最终成功抓获卫星

除了这次太空维修外,各国宇航员们还对许多卫星和太空飞行器进行过太空维修,其中就包括著名的“哈勃空间望远镜”。可惜的是,随着2011年美国航天飞机全部退役,人们暂时失去了在太空中维修卫星的能力。或许当新一代航天飞机投入使用后,人们将再次执行类似的太空维修任务。

纪录片中重获得新生的卫星

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