北斗卫星,寿命到了怎么办?

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摘要

所有卫星系统中的个体卫星,包括现在的GPS系统和伽利略系统的个体卫星,都要根据其设计寿命定时更换,将旧卫星移走或摧毁,再在原位置(或原轨道)补发新的相同卫星或技术更先进的同类卫星。就这样一个周期一个周期地循环更换、更新,就不会发生题目说的“寿命到了怎么办?”的问题。北斗卫星系统与GPS系统和伽利略系统是相同的技术思路,所以也是用

所有卫星系统中的个体卫星,包括现在的GPS系统和伽利略系统的个体卫星,都要根据其设计寿命定时更换,将旧卫星移走或摧毁,再在原位置(或原轨道)补发新的相同卫星或技术更先进的同类卫星。就这样一个周期一个周期地循环更换、更新,就不会发生题目说的“寿命到了怎么办?”的问题。

北斗卫星系统与GPS系统和伽利略系统是相同的技术思路,所以也是用相同的处理方法补发更换个体卫星即可。

任何科技产品,在开发设计之初都要考虑维修、更换或更新的问题,否则,该产品就没法在实际中使用,更得不到市场的接受和推广。

北斗卫星系统作为一个国家级的高科技项目,其维修、更换或更新方案是非常完备的,毋庸置疑。

每颗卫星都有寿命,寿命达到后会重新不发一颗更先进的类似卫星,因此不会出现系统老化的情况。

卫星单星寿命是衡量网络卫星星座服务性能的重要指标。卫星寿命是航天事业制造水平的综合体现,取决于两个方面,一是燃料寿命,二是星载设备的寿命。同时,它也与卫星发射技术、轨道控制技术、位置维护技术和姿态控制轨道控制技术水平密切相关。任何环节能耗的减少,都可延长卫星的实际寿命。

北斗卫星的使用年限一般在10年以上。卫星的有效工作寿命是衡量卫星应用水平的重要指标之一。燃料寿命取决于运载能力和轨道控制水平。星载设备的寿命取决于高端产品和部件的制造水平。

卫星有效工作寿命的增加,可以减少备份卫星数量,减少卫星补充数量,降低组网运行成本,提升星座服务性能。

北斗卫星的使用年限一般在10年以上,具体的使用时间也要看哪一代的。例如,我们最早的北斗一号是在2000年发射的,在2008年汶川地震期间发挥了重要作用。为了给指挥部获取重要信息和更好的资源,当时的中央救援分队配备了一千套北斗一号终端,有利灾区和北京直线联系。

我国分别于2000年10月31日和12月21日,以及2003年5月25日成功发射三颗“北斗一号”卫星。之后,已成功发射29颗北斗导航卫星。由于间隔时间长,科技发展日新月异,北斗卫星寿命越来越长,技术含量越来越高。因此,早期导航卫星的寿命一般在10年左右,但8年只是设计寿命,实际使用寿命可以更长。

太空中会遇到各种各样的事故,如果导航卫星坏了怎么办?首先,卫星本身会自我修复--这也是上面提到的。另一种是空中飞行的北斗卫星数量高于实际需要的导航卫星数量,确保一旦一颗卫星出现问题,使用其他卫星可以继续提供定位导航信号。按照设计,北斗卫星导航系统可靠性每年中断0.4次,这意味着卫星定位信号故障可能每两年半才会发生一次。

北斗卫星寿命到了怎么办?

北斗卫星的使用寿命的确是有限的,早些时候发射卫星寿命更短,设计寿命只有8年,后期发射的卫星才有10到12年寿命。

也就是说,所有在天上运行的卫星都是有寿命的,早期发射的卫星已经快要到寿了,接下来要做的就是补充备份卫星,用来替换那些即将到寿的在轨卫星,这样便能够避免正常服务中断。

了解北斗系统建设的朋友应该都知道,我国自主建成北斗卫星导航系统的过程并非一蹴而就,经历了比较漫长的三个步骤,从北斗一号系统在2000年年底建成,到北斗二号系统在2012年建成,再到北斗三号系统在2020年建成,我们用几十年的时间完成了这个艰难的自主研发和建设历程,而如今最早建成的北斗一号系统也已经退役。

简单来说,北斗系统的建设,不仅包括了卫星的设计、研制、发射和保障安全在轨运行,同时还需要在寿命中止以前发射出备份卫星,这样的好处除了不影响功能和服务之外,同时还可以通过星间链路这样的新型导航信号体制,将卫星的自主运行、管理和服务能力都提升起来。

预计在2035年的时候,我国将完成更智能、广泛和融合的综合时空体系建设,届时将具备更强的时空信息服务能力。

可能很多人都不了解,目前已经退役的北斗一号系统是由3颗卫星构成,其中2颗的发射时间是2000年,但后来在2003年的时候发射了另一颗来进行功能增强。

不过,它们本质上都是地球静止轨道卫星,且只能给我国范围内的用户提供服务,比如定位和授时,参考我国早期卫星的设计寿命,再加上已有后来的北斗二号系统具备其能力,所以,北斗一号系统也就没有进行补位等操作。

接下来要说的是北斗二号系统,其实,这个系统的建设在2004年就已经启动了,只不过它完成组网的时间是2012年年底,先后共计发射了14颗卫星。但这些卫星并非同一类型,除了之前的静止轨道卫星以外,还有中圆地球轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。

在2019年的时候,北斗二号系统的第四颗备份卫星成功发射,同时,这颗卫星也是北斗导航的第45颗卫星。当然,北斗二号和北斗一号系统的不同之处,并不仅仅是卫星类型和数量不同,就连定位体制也存在差异,北斗二号系统除了拥有北斗一号系统的有源定位体知以外,还新增了无源定位体制,就连服务的范围也从我国扩大到了整个亚太地区。

很多人知道北斗系统,其实都是因为北斗三号系统组网完成,也就是2020年6月23号,最后一颗全球组网卫星成功发射的时候,当时有很多外地的朋友都去往西昌卫星发射中心附近观看,一起迎接那令人骄傲自豪的一刻,而结果也正如大家预想的那样圆满完成。

其实,在北斗三号系统还没有完成正式组网之前,科学家们还专门发射了几颗试验卫星,目的就是为了通过在轨运行过程的试验,从而提升卫星的寿命和性能。如今的北斗三号系统值得所有用户信赖,它完全可以提供稳定、连续且可靠的服务,不管是气象测报和农林渔业,还是救灾减灾和交通运输这些领域,北斗系统都会被广泛应用到。

比如,现在的时间马上就要入夏了,每年夏季我国南方都面临洪灾威胁,而北斗系统的作用,在这方面最直接的用处就是可以进行水文监测,多山地域的水文测报信息可以及时得到传递,这对于指定防洪调度方案来说有重要的帮助,这对于提升灾害的应急救援响应速度来说有很大的意义。

正如大家现在了解的那样,我国建设北斗系统,原本就坚持四个基本原则,也就是自主、开放、兼容和渐进,我们愿意和世界上的其他卫星导航系统协调合作,旨在为全世界的人们提供准确快捷的服务,包括大家之前经常使用的GPS系统。

北斗三号工程组网卫星共30颗,卫星上单机设计寿命十二年,整星设计寿命为十年。目前最早发射组网卫星为2017年11月,至今三年不到。

卫星寿命设计余量一般在2年左右,也就是说设计寿命10年,实际能用12年以上。等卫星寿命到期前1年左右,替换星又叫备份星会研制完成,等候随时准备发射。

那么到期卫星该怎么办呢?卫星到期一般是电源系统不满足要求,或者是推进剂不够,此时会用剩下的推进剂进行轨控,调整卫星姿态,使卫星朝高轨道运行,这就叫做推离轨位。把目前的轨道让出来给即将发射的卫星。推高的卫星会继续前行,慢慢飘向离地球更远的地方,等它彻底寿命到期,地面接收不到信号,不能时时监控,就成为了太空垃圾,自生自灭。

当然,北斗卫星因为轨道都为MEO中轨道(21500km)和GEO或IGSO高轨道(35786km),所以只会推高轨道操作。低轨道卫星(200km~1000km),一般会拉回地球大气层燃烧掉。

北斗卫星也是有寿命的。人类有寿命,动物有寿命,植物有寿命,在生命方面,都是平等的。动植物和人类靠子孙、子子孙孙来维持物种的存在。北斗卫星是我们科学家制造的,卫星达到寿命的极限时,也只能靠我们的科学家创造一颗更新、更先进的卫星作为二代卫星代替一代卫星,使北斗系统能沿续下去为我们服务。
也可能科技发展到更高的水平,又创造了一种更高级通迅定位手段,能代替北斗卫星?我想可能遥远无期吧!

每颗卫星在设计时都有设置使用年限,那卫星在使用寿命到了要怎么办?这点条友不需要担心,一般情况下会有三种处理方式:

1.回收再利用。

人造地球卫星与空间探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金,要求高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢。这些材料是比较昂贵的,具有很大回收再利用价值。我国是世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。1975年11月26日,中国第一颗返回式卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。11月29日,完成预定任务后,成功返回。标志着中国成为世界上第三个掌握返回式卫星技术的国家。  中国返回式卫星自1966年开始研制、1975年首次成功返回起。中国返回式卫星发展已有30多年,共发射了23颗返回式卫星。在多次返回式卫星任务中成功进行了大量的空间科学和技术实验。为中国发射数量最多的一种人造卫星。虽然我国掌握了回收技术,但是在这方面的回收利用率还有待提高。所以,如果卫星的价值足够大、且损坏程度不大,那么大概率会将卫星回收,材料重复利用。

2.接受地面控制中心维护或者人造空间进行维修。

卫星还没到使用年限一半时,如果出现部分故障,一般会选择进行在轨地面控制中心维护或者到人造空间进行维修。因为这个时候回收的意义不大,重新发射一颗卫星又太过于昂贵,而且中国同步地球轨道技术比较成熟,所以才有在轨维修的折中方案。

3.直接进入报废程序,脱离运行轨道,成为太空垃圾。

如果卫星已经不能在继续完成各项功能,而且回收的意义或者花费昂贵,就会直接进入报废程序,脱离运行轨道,成为大家口中的的太空垃圾。不要担心卫星报废了,北斗系统的某些功能就不能使用了,因为都是有备份卫星的。如果没有备份卫星,也会选择在主卫星还未完全失去功能时就提前部署新的卫星发射。

综上,这就是我国在处理卫星使用寿命要到时采取的三种方案。


PS:以上就是梦马的金大虎子的观点。如果有什么不对的地方,还请各位指点斧正。条友有什么想说的,也欢迎评论区交流、沟通。

感谢您的阅读!

北斗卫星,寿命到了怎么办?是不是就不能够全球组网了?

北斗卫星是不是永远运行呢?很显然并非如此。我们的北斗卫星是有使用寿命的。我们在2000年发射了第一颗北斗导航试验卫星,如果按照北斗卫星设计的使用寿命,它的寿命已经到期了。我们的卫星寿命一般在10年左右,设计寿命一般为8年,实际上的服役使用时间可以更长;截止到现在,我国的第一颗到第四颗试验卫星已经全部退役了。

2020年6月23日,我国的第55颗北斗卫星发射成功,它是从哪一颗开始算起的呢?它是从2007年4月14日北斗二号的第一颗卫星算起的。因此,我们现在的北斗卫星实际上能够保持的是55颗卫星的运行,但是随着我们以后卫星的退役,以及我们也需要对于卫星进行升级、维护来保证退役、损坏以至于不符合时代的卫星。

我们这里要和大家聊的还有:我们的北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,让我们的卫星的设计寿命达到12年,达到国际导航卫星的先进水平。

我们知道美国等国家的卫星设计寿命能够达到15年,其实这是因为他们着手卫星的时间更长,并且我们知道影响卫星寿命的因素包括:

1,卫星的所使用的环境。比如在太空的温度、湿度、以及卫星的精密度、材料等等都可能减少卫星的寿命

2,卫星因为不同的轨道影响不同,越低轨道自然重力越大,损坏的几率越大

3,卫星的技术难度,也包括零部件等等,西方等国家的技术和我们的距离在缩小,可是我们在某些方面还是有些差距因此也会影响我们的卫星寿命。

不过,随着我们北斗卫星导航系统的全球组网的成功,我们的卫星技术也会越来越强,逐渐的替代GPS已经成为了可能,我们的技术只会越来越上升呢。

卫星跟其他科技产品一样,都有设计寿命,北斗卫星也不例外,北斗卫星的设计寿命在12年左右,当北斗卫星的服役年限达到设计寿命,我们肯定会及时补发更先进的北斗系列卫星来代替那些“寿终正寝”的老北斗卫星。

而这些被替换的老北斗卫星要么重回大气层被焚烧,要么就被送往太空中的特定区域,彻底沦为太空垃圾,继续漂浮在太空中。

北斗卫星的组成与迭代

6月23日,随着北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利升空,北斗三号全球卫星导航系统星座全面完成部署。据了解,北斗三号全球卫星导航系统共有30颗卫星组成,其中有24颗是中圆地球轨道,3颗地球静止轨道,3颗倾斜地球同步轨道卫星。

此次完成全面组网的全球导航系统之所以叫北斗三号,是因为在这之前还有北斗一号和北斗二号卫星导航系统。北斗一号卫星导航系统总共有4颗卫星组成,截止目前这4个卫星都已经达到设计使用寿命,退出历史舞台。北斗二号卫星导航系统总共有20颗卫星组成,其中3颗卫星也已退役。

目前,北斗全球卫星导航系统服务由北斗二号系统和北斗三号系统共同提供,等北斗三号全球卫星导航系统调试完成,后续导航将以北斗三号为主,而北斗二号剩余的十几颗卫星在达到设计寿命以后也会被逐渐废弃。随着时间的推移和技术的更新,即便是目前完成全面组网的北斗三号卫星导航系统,也会逐渐的淘汰一些“老弱”的卫星,更新技术更加先进的卫星。

“退役”的最终归宿

一般来说,因为结束使用寿命而被淘汰退役的卫星,都会有两种归宿:第一,重入大气层被焚烧;第二,被推往太空中的指定位置,彻底沦为太空垃圾,继续漂浮在太空中。

对于近地轨道的卫星,由于离大气层比较近,退役之后一般都会选择直接重入大气层,在高速的下落过程中被焚毁。对于同步轨道的卫星,在退役的时候,地面操作人员都会下指令,启动卫星上的发动机,将退役卫星抬升到同步轨道环上空300公里处的“坟场轨道”,以免对正常轨道上的卫星构成威胁。

卫星寿命将尽,地面控制人员将会下达指令启动星上发动机,采用两种解决方案将卫星推出工作轨道的位置,好让新发射卫星接替工作。

1.低轨道卫星(LEO),由发动机推动其向地球方向飞行,再入大气层烧成灰烬或者落入位于南太平洋的航天器公墓。

2.高轨道卫星(GEO),由于燃料已不足以让其机动到大气层,发动机将会把卫星推离到比原有轨道高近千公里的“坟场轨道”上去。

这是国际组织太空废物协调委员会于1997年制定的外太空规章制度,以保证同步轨道环能够保持洁净,没有废弃卫星。

中国很多卫星都装有离轨系统,在废弃后能依靠剩余的能量,自动进入 “太空坟场”,以免对正常卫星构成威胁。

北斗有三种轨道,包括3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)、24颗中轨道地球卫星(MEO)和3颗地球同步轨道卫星(GEO),都不是低轨道,所以只能飞向“坟场轨道”。

目前中国发射的大部分卫星或者携带了星上专用离轨系统,要么具有用剩余推进剂(30%左右)把卫星移动到离轨位置的功能。

按照设计,北斗卫星导航系统的可靠性为每年中断0.4次,这意味着卫星定位信号故障可能每两年半才会发生一次。北斗的实际寿命应该在12至16年左右,早期发射的北斗卫星已经有退役卫星产生,均采用这种方法处理。

北斗导航定位系统不单有民用用途,军事上更加依赖它,我们的巡航导弹,弹道导弹对它的依赖性特别强,我们不能依赖美国或者其他国家的导航定位系统当做导弹的眼睛,一但他们切断信号,我们的导弹的打击精度会受到很大影响,所以国家会保证它永久的运行,且不断地升级改良,绝对不会有缺失的情况,一但某颗卫星不能继续服务,备份卫星会提前发射进行替换,所以我们完全不用担心这个问题,我们国家也有这个实力。

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