【環(huán)球網(wǎng)軍事報道】近日，據(jù)俄羅斯媒體報道，俄羅斯航天員尤爾奇欣和梁贊斯基在進(jìn)行的一次太空行走中，除了一些日常維修任務(wù)外還徒手釋放了5顆微納衛(wèi)星。這些衛(wèi)星平均重量為5公斤，預(yù)計在軌工作時間為5~18個月，將在自主飛行中執(zhí)行傳輸遙測數(shù)據(jù)、導(dǎo)航系統(tǒng)測試、拍攝地球表面等任務(wù)。那么，航天員在太空徒手釋放衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？又是否會成為一種趨勢呢？

　　釋放方式靈活多變

　　此次航天員從國際空間站上徒手釋放衛(wèi)星并非第一次，早在2011年8月3日俄羅斯航天員伏科夫就釋放了一顆重25.85公斤的無線電通信微衛(wèi)星。2014年，俄羅斯航天員奧列格釋放了1顆重0.9公斤的微納衛(wèi)星。該衛(wèi)星裝有測量溫度和壓力的儀器，以及能拍攝地球的照相機(jī)。

　　徒手釋放衛(wèi)星入軌，手可摘“星”辰的方式讓人們驚嘆科技進(jìn)步的同時，也為嚴(yán)肅的航天活動增添了一絲浪漫色彩。

　　目前，世界上絕大多數(shù)人造衛(wèi)星的入軌方式都是由運(yùn)載火箭將其送入預(yù)定軌道，其大致可劃分為直接入入軌、滑行入軌、過渡入軌3種。

　　由運(yùn)載火箭將衛(wèi)星直接送入預(yù)定軌道的特點(diǎn)是時序固定化，即火箭將衛(wèi)星運(yùn)送到太空什么高度、什么方向角、什么速度、什么時候分離都是固定程序，在火箭發(fā)射之前就已經(jīng)確定好，而且發(fā)射后一般情況下不可更改。

　　由載荷艙釋放是衛(wèi)星入軌的另一種方式，空間站、飛船、航天飛機(jī)(已退役)都能勝任這項(xiàng)任務(wù)。

　　相比運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送入軌道的方式，由載荷艙釋放衛(wèi)星入軌的方式更加靈活。其優(yōu)點(diǎn)是成本相對較低，無需專門的火箭發(fā)射，釋放時靈活方便，對火箭發(fā)射時間窗口、衛(wèi)星入軌參數(shù)要求不高，特別適合臨時需要時應(yīng)急釋放衛(wèi)星，甚至可以根據(jù)需要在空間站臨時組裝微納衛(wèi)星再釋放出去。

　　這次釋放部署的衛(wèi)星是用來紀(jì)念第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射60周年，因此衛(wèi)星被貼上了特殊的紀(jì)念標(biāo)志。

　　從技術(shù)角度講，目前從太空徒手釋放衛(wèi)星并不是主流，其局限性比較明顯。首先，需要航天員出艙進(jìn)行太空行走，其面臨的風(fēng)險較高。其次，徒手釋放衛(wèi)星的局限性是依賴于人的操作，受人體力量限制，在太空中很難釋放較大的衛(wèi)星，且一次出艙能夠釋放的微納衛(wèi)星數(shù)量有限。最后，徒手釋放衛(wèi)星對軌道有一定要求，如果沒有釋放到預(yù)定軌道，衛(wèi)星就有可能與其它空間飛行器、碎片等發(fā)生碰撞，甚至有直接墜毀的危險。

　　手動釋放沒有形狀限制

　　從空間站上釋放衛(wèi)星需要制定周密的釋放策略，要應(yīng)對包括釋放后微納衛(wèi)星可能對空間站產(chǎn)生的碰撞威脅、微納衛(wèi)星相互間的碰撞、對空間站的通信干擾，以及可能產(chǎn)生的空間碎片等各種問題。

　　這種釋放方式與“一箭多星”發(fā)射的釋放方式有類似之處。“一箭多星”發(fā)射中，次載荷釋放遇到的問題主要有三方面：一是要避免次載荷與主載荷和運(yùn)載火箭相互接觸;二是要避免次載荷之間相互接觸;三是次載荷軌道衰減的管理。

　　因此，釋放機(jī)動方案的設(shè)計是確保載荷安全完成任務(wù)的關(guān)鍵，在已完成的“一箭多星”發(fā)射中得到了驗(yàn)證。所不同的是，“一箭多星”發(fā)射時，幾十分鐘內(nèi)釋放的衛(wèi)星數(shù)量最多可達(dá)到上百顆，而從空間站釋放時，每次釋放的數(shù)量僅為幾顆，因此相對降低了釋放策略的復(fù)雜程度。

　　如今，為了方便釋放衛(wèi)星，國際空間站上安裝了專門釋放衛(wèi)星的裝置。目前，國際空間站上安裝有2個小衛(wèi)星釋放裝置，分別是日本實(shí)驗(yàn)?zāi)K小衛(wèi)星軌道釋放器(J-SSOD)和NanoRacks立方體衛(wèi)星釋放器(NRCSD)。其中，J-SSOD是國際空間站上首個小型衛(wèi)星釋放器。NRCSD是ISS中首款商業(yè)化的小型衛(wèi)星釋放器。J-SSOD有2個衛(wèi)星安裝盒，每個衛(wèi)星安裝盒最多可容納3顆小型單體立方體衛(wèi)星。

　　NRCSD比J-SSOD研制更晚，因此更為先進(jìn)，釋放能力更強(qiáng)，持有8個釋放器，每個釋放器能夠容納6U的衛(wèi)星，每個氣閘周期允許總共釋放48U衛(wèi)星。

　　這兩種釋放器的原理均是通過氣壓彈射方式，即利用機(jī)械臂將裝在箱子內(nèi)的衛(wèi)星移動到釋放地點(diǎn)，利用彈簧的力量，將衛(wèi)星向國際空間站運(yùn)行的反方向彈出。需要指出的是，目前的衛(wèi)星釋放裝置只能釋放標(biāo)準(zhǔn)化的立方體衛(wèi)星，而手動釋放對于衛(wèi)星形狀沒有限制，可釋放的衛(wèi)星種類更多，這是手動釋放衛(wèi)星的優(yōu)勢所在。

　　仍然是補(bǔ)充手段

　　目前，在空間站上無論是手動釋放衛(wèi)星還是借助機(jī)械裝置釋放衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道均為近地軌道，且多數(shù)是微納衛(wèi)星，對于質(zhì)量大、軌道高的衛(wèi)星來說，仍然需要通過運(yùn)載火箭來發(fā)射入軌。

　　隨著科技的發(fā)展，微納衛(wèi)星體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也會越來越廣泛，在空間站上釋放衛(wèi)星的需求也會越來越多?？臻g站釋放功能的實(shí)現(xiàn)使航天工程成為一種經(jīng)濟(jì)可承擔(dān)的項(xiàng)目，大大降低了準(zhǔn)入門檻。

　　在空間站上徒手釋放微納衛(wèi)星使人類多了一種釋放衛(wèi)星入軌的方式。目前，由于各國還沒有統(tǒng)一微納衛(wèi)星的外觀和尺寸標(biāo)準(zhǔn)，有些衛(wèi)星并不能與空間站上釋放衛(wèi)星的機(jī)械裝置兼容，因此徒手釋放微納衛(wèi)星還必不可少。不過，隨著航天技術(shù)進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，利用機(jī)械裝置釋放衛(wèi)星將會成為主要形式，而徒手釋放會成為一種補(bǔ)充方式。

（原標(biāo)題：手可摘星辰：航天員在太空徒手釋放衛(wèi)星解析）

來源：http://mil.huanqiu.com/aerospace/2017-09/11204872.html