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空 天 力 量 杂 志
定 的 变 轨 , 爬 升 回 归 太 空 。 充 分 利 用 升 力 和
拽 力 的 卫 星 设 计 技 术 也 已 存 在 , 并 经 过 大 量
研 究 。 不 过 , 为 支 持 地 面 需 要 而 改 变 卫 星 航
迹 地 面 投 影 可 以 通 过 无 数 种 可 能 选 项 , 目 前
对 这 方 面 的 理 解 还 比 较 有 限 , 故 而 我 们 需 要
加 强 研 究 。 这 个 阶 段 所 能 提 供 的 潜 在 效 益 巨
大 , 可 能 以 极 低 燃 料 成 本 实 现 大 幅 变 轨 并 增
加 航 天 器 的 寿 期 ( 和 利 用 化 学 推 进 实 施 同 等
变 轨 的 传 统 做 法 相 比 ), 甚 至 能 将 任 务 完 成 量
提 高 5—6 倍 , 而 目 前 的 卫 星 无 法 做 如 此 大 幅
机 动 。 在 最 后 一 个 阶 段 , 将 通 过 增 加 机 动 能
力 来 扩 展 ORS 项 目 收 益 。 这 些 高 效 低 成 本 的
卫 星 将 能 在 寿 期 内 实 行 多 种 任 务 , 从 而 减 少
发 射 次 数 , 使 ORS 卫 星 成 为 真 正 的 机 动 快 速
响 应 系 统 。
美 国 太 空 发 展 思 维 模 式 将 不 可 避 免 地 发
生 变 化 , 这 种 变 化 已 经 开 始 。 我 们 未 来 的 常
规 太 空 行 动 必 须 包 括 小 型 、 廉 价 、 快 速 响 应
和 灵 活 机 动 的 航 天 器 , 我 们 将 不 再 需 要 数 年 ,
只 需 数 月 , 就 能 研 制 、 生 产 和 发 射 所 需 的 航
天 器 。♣
注 释 :
1. James R. Wertz, Responsive Space Mission Analysis and Design [ 灵 活 响 应 太 空 项 目 使 命 分 析 和 设 计 ], (El Segundo, CA:
Microcosm Press, 2007), 4.( 这 是 Wertz 博 士 所 教 课 程 的 一 本 参 考 手 册 。) 灵 活 响 应 太 空 项 目 中 每 一 颗 卫 星 的 制 造 、
有 效 载 荷 、 发 射 、 及 运 行 一 年 的 成 本 为 2000 万 美 元 , 笔 者 将 此 费 用 与 传 统 太 空 计 划 中 每 颗 卫 星 需 要 20 亿 美 元 ( 不
包 括 运 行 成 本 ) 相 比 。
2. 同 上 , 第 5 页 。
3. 霍 尔 效 应 小 推 力 发 动 机 是 一 种 离 子 推 进 发 动 机 , 通 过 电 场 来 加 快 推 进 剂 。 此 小 推 力 发 动 机 捕 获 磁 场 中 的 电 子 , 用
以 对 推 进 剂 离 子 化 , 从 而 有 效 加 快 离 子 速 度 , 产 生 推 力 , 同 时 将 雾 流 中 的 离 子 中 和 。 在 霍 尔 效 应 小 推 力 发 动 机 中 ,
开 放 端 的 电 子 等 离 子 区 , 而 非 标 准 离 子 推 力 器 的 网 格 , 产 生 有 吸 引 力 的 负 电 荷 。 参 看 Wikipedia: The Free
Encyclopedia, s.v. “Hall effect thruster”[ 霍 尔 效 应 小 推 力 发 动 机 ], http://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect_thruster; 和 “Hall
Effect Thruster Systems”[ 霍 尔 效 应 小 推 力 发 动 机 系 统 ], Busek, http://www.busek.com/halleffect.html.
4. 地 球 大 气 层 与 外 层 空 间 的 界 限 并 不 明 确 。 在 距 地 球 表 面 700 公 里 高 度 以 下 飞 行 的 卫 星 受 到 大 气 层 拽 力 不 同 程 度 的
影 响 。 从 120 公 里 高 度 开 始 , 再 入 大 气 层 阻 力 变 得 明 显 , 当 前 的 卫 星 都 不 具 备 抗 拒 这 种 阻 力 的 能 力 。
5. 见 注 释 1, 第 7 页 。
6. 在 2007 年 9 月 的 一 系 列 汇 报 和 会 议 上 , 联 合 宽 带 工 作 小 组 讨 论 了 国 防 部 军 事 卫 星 通 信 的 能 力 瓶 颈 , 以 及 使 用 这 些
卫 星 满 足 战 场 需 求 的 途 径 。 军 用 平 台 , 如 “ 全 球 鹰 ”、“ 捕 食 者 ” 及 “ 蓝 军 跟 踪 ” 等 , 需 要 高 能 力 、 灵 活 及 随 需 随
得 的 卫 星 带 宽 , 但 当 时 的 卫 星 网 无 法 提 供 。 国 防 部 的 这 些 需 求 有 80% 通 过 商 用 卫 星 来 满 足 , 引 发 越 来 越 严 重 的 担
忧 。 工 作 小 组 每 季 度 碰 一 次 头 , 见 面 地 点 每 次 不 同 , 如 加 州 、 科 罗 拉 多 州 、 弗 罗 里 达 州 等 。 另 参 看 Greg Berlocher,
“Military Continues to Influence Commercial Operators”[ 军 界 继 续 影 响 商 界 运 营 商 ], Satellite Today, 1 September 2008,
http://www.satellitetoday.com/military/milsatcom/Military-Continues-To-Influence-Commercial-Operators_24295.html.
7. David N. Spires, Beyond Horizons: A Half Century of Air Force Space Leadership [ 空 军 主 导 太 空 半 世 纪 ], rev. ed. (Peterson
AFB, CO: Air Force Space Command in association with Air University Press, 1998), 268.
8. “Wideband Gapfiller System”[ 宽 带 缺 口 填 补 系 统 ], GobalSecurity.org, 10 April 2005, http://www.globalsecurity.org/space/
systems/wgs-schedule.htm. 宽 带 缺 口 填 补 系 统 后 来 在 约 2007 年 改 名 为 宽 带 全 球 卫 星 通 信 (Wideband Global
SATCOM)。
9. 见 注 释 1, 第 7—9 页 。
10. “Keplerian”( 开 普 勒 ) 一 词 表 示 围 绕 一 个 天 体 运 行 的 卫 星 的 轨 道 , 此 轨 道 受 引 力 控 制 , 没 有 大 气 拽 力 或 推 进 力 ( 推
力 发 动 机 )。
11. Robert Newberry, “Powered Spaceflight for Responsive Space Systems”[ 灵 活 响 应 太 空 系 统 项 目 中 的 动 力 航 天 器 ], High
Frontier 1, no. 4(2005): 48.
12. 同 上 。
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