周二,印度空间研究组织(ISRO)正准备进行一项“极具挑战性”的实验,即一颗退役轨道卫星的受控再入。近地卫星Megha-Tropiques-1 (MT1)于2011年10月12日发射,是印度空间研究组织和法国国家空间研究中心的一颗联合卫星,用于热带天气和气候研究。
在南纬5°S至14°S、西经119°W至100°W之间的太平洋无人居住区域被确定为重约1000公斤的MT1的目标再入区。印度空间研究组织的一份声明指出,在任务结束时,大约125公斤的机载燃料仍未使用,这可能会造成意外解体的风险。据估计,这些剩余燃料足以实现完全受控的大气层再入,撞击太平洋上无人居住的地点。
受控再入包括脱离轨道到非常低的高度,以确保撞击发生在目标安全区内。通常,大型卫星/火箭体很可能在再入时经受气动热碎裂而幸存下来,因此被制成受控再入以限制地面伤亡风险。然而,所有这类卫星都是专门设计用于在EOL进行受控再入。印度空间研究组织表示:“MT1不是为通过控制再入进行EOL操作而设计的,这使得整个演习极具挑战性。”
此外,老旧卫星的星上约束,其中几个系统已经失去冗余并且表现出性能下降,并且在比最初设计的轨道高度低得多的更恶劣的环境条件下维护子系统增加了操作的复杂性。在ISRO各中心的任务、操作、飞行动力学、空气动力学、推进、控制、导航、热力和其他子系统设计团队的研究、审议和交流的基础上,运营团队实施了创新的解决方案,这些团队协同工作以克服这些挑战。
自2022年8月以来,已经进行了18次轨道机动,以逐步降低轨道。在离轨期间,还进行了不同太阳能电池板方向的空气制动研究,以更好地了解大气阻力影响卫星轨道衰减的物理过程。最终的减助推策略是在考虑了几个约束条件后设计的,包括再入轨道在地面站上的能见度、目标区域内的地面撞击、子系统的允许运行条件,特别是最大可交付推力和推进器的最大发射持续时间。
印度空间研究组织表示,预计在3月7日16:30至19:30之间进行最后两次降压燃烧,随后进行地面撞击。气动热模拟表明,卫星的大碎片不可能在再入时的气动热加热中幸存下来。总部位于班加罗尔的国家航天局表示,尽管这颗卫星最初的任务寿命为三年,但它在过去十多年里继续提供宝贵的数据服务,支持区域和全球气候模型,直到2021年。
据印度空间研究组织称,联合国/机构间空间碎片协调委员会的空间碎片缓减指导方针建议在低地球轨道物体寿命结束时脱离轨道,最好是通过受控的再入安全撞击区,或将其送入轨道寿命少于25年的轨道。还建议对机载能源进行“钝化”,以尽量减少任务后意外解体的风险。
据印度空间研究组织称,MT1在海拔867公里的20度倾斜运行轨道上的轨道寿命将超过100年。声明称:“作为致力于外层空间安全和可持续运行的负责任的太空机构,ISRO积极努力,更好地遵守联合国/IADC关于低轨道物体任务后处置的空间碎片减缓准则。”
据指出,MT1的再入大气层实验是作为正在进行的努力的一部分进行的,因为这颗具有足够剩余燃料的卫星提供了一个独特的机会,可以测试有关方法并了解通过直接再入地球大气层进行任务后处置的相关操作细微差别。