日本將在全球首次試射實用型超低軌道衛(wèi)星

原標(biāo)題：日本將在全球首次試射實用型超低軌道衛(wèi)星

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)最早將于12月23日從鹿兒島縣種子島宇宙中心發(fā)射在超低空飛行的試驗衛(wèi)星。通常地球觀測衛(wèi)星的飛行高度為600-800公里，而該衛(wèi)星將在180-270公里的低空飛行。由于大氣阻力將增至約1000倍，因此將用約2年時間來確認(rèn)高效離子發(fā)動機(jī)的性能和材料的耐用性。

目前為止超低空飛行的衛(wèi)星還很稀少，只有歐洲航天局(ESA)用來詳細(xì)觀測地球重力的科學(xué)衛(wèi)星以約260公里的高度飛行。實用的超低軌道衛(wèi)星方面，日本此次發(fā)射將是首次嘗試。

如果衛(wèi)星能在超低軌道運行，那么即使不搭載高性能的照相機(jī)和雷達(dá)，也能夠準(zhǔn)確掌握地表和氣象情況。直徑為30厘米的照相機(jī)在600公里高空上只能識別地面上大小超過一米的物體，而在200公里高空則能夠識別小于50厘米的物體。衛(wèi)星的機(jī)體也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，從而減少成本和耗電量。該衛(wèi)星被期待推動低成本小型衛(wèi)星的開發(fā)、開拓新需求。

JAXA將發(fā)射的超低軌道衛(wèi)星技術(shù)試驗機(jī)(SLATS)“燕”呈箱狀，長2.5米、厚0.9米，搭載的光伏面板像翅膀一樣張開。機(jī)體的制造和設(shè)計由三菱電機(jī)負(fù)責(zé)。

太空中只有少量大氣存在，180-270公里高度下的大氣濃度是普通地球觀測衛(wèi)星軌道的近1000倍。因此大氣阻力將加大，如果不采取措施，衛(wèi)星很快將耗盡燃料跌入低層大氣。因此，JAXA將采用通過小行星探測器“隼鳥”等開發(fā)的離子發(fā)動機(jī)。機(jī)體也采用有助于減少阻力的形狀。

JAXA計劃讓衛(wèi)星在約481公里高度進(jìn)入橢圓形軌道，約1年零3個月后從270千米的高度逐漸下降，每次下降10千米。JAXA讓離子發(fā)動機(jī)在不同的高度噴射離子束，確認(rèn)最長能否在1個月內(nèi)保持高度，1年零9個月后讓衛(wèi)星在180千米的最低高度飛行7天，之后將確認(rèn)在不使用發(fā)動機(jī)的情況下能夠多久不跌入低層大氣。

高空中因宇宙射線和強(qiáng)烈紫外線照射，存在呈離子狀態(tài)的氧。這些氧容易與金屬和化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致衛(wèi)星表面的隔熱材料等劣化。為了解決這一問題，JAXA將嘗試使用對射線和紫外線耐受性好的聚酰亞胺樹脂、氟代乙烯樹脂和銀質(zhì)材料等。通過照相機(jī)來觀測材料劣化的情況，確認(rèn)材料的耐用性。

JAXA未來設(shè)想讓幾架超低軌道衛(wèi)星繞地球飛行，在發(fā)生災(zāi)害時讓距離最近的衛(wèi)星拍攝受災(zāi)地的情況。此外，JAXA還有望用于偵察等安全保障領(lǐng)域。不過在超低軌道存在衛(wèi)星的殘骸等，需要采取應(yīng)對措施。