原標(biāo)題：中星9A成功“搶救性入軌” 揭秘救贖與復(fù)活之路

中星9A這顆被火箭“遺落”在半途的衛(wèi)星，靠著自身攜帶的燃料，在16天進(jìn)行10次軌道調(diào)整后，于5日成功定點(diǎn)于東經(jīng)101.4°赤道上空的預(yù)定軌道。

從6月19日發(fā)射異常到7月5日成功入軌，中星9A完成了一次近兩萬(wàn)公里的太空“爬升”，這也被稱作一次“搶救性入軌”。

不是所有未能成功進(jìn)入預(yù)定軌道的衛(wèi)星，都能被“搶救”。中國(guó)航天科工集團(tuán)二院研究員、國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)委員楊宇光接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，首先，衛(wèi)星要攜帶能支撐其變軌的燃料，否則一切無(wú)從談起；若變軌后衛(wèi)星燃料所剩無(wú)幾，也沒(méi)有挽救的意義。“如果衛(wèi)星所在軌道近地點(diǎn)高度低于200公里，它會(huì)因所受大氣阻力太大而很快墜落，就不具備‘搶救’的條件。”

火箭沒(méi)完成的任務(wù)，衛(wèi)星自己來(lái)

如果一切正常，中星9A應(yīng)該被長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)約200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約3萬(wàn)6千公里的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。此時(shí)衛(wèi)星的速度約為每秒10.24公里，它先進(jìn)入的是一個(gè)橢圓軌道。

不過(guò)，中星9A的目標(biāo)軌道是距地球約3萬(wàn)6千公里高的地球同步軌道，這是一個(gè)圓形軌道。

“火箭沒(méi)法直接把衛(wèi)星送入這樣的軌道，所以，衛(wèi)星必須靠自己的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)‘軌道圓化’。”楊宇光說(shuō)。不僅如此，要讓衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度和地球自轉(zhuǎn)速度保持一致，它就得讓自己進(jìn)入赤道平面內(nèi)。但是，任何一個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)，其發(fā)射衛(wèi)星所在軌道平面和赤道面的夾角，都不會(huì)小于發(fā)射場(chǎng)當(dāng)?shù)厮诰暥取Ｋ裕灰皇菑某嗟莱霭l(fā)的衛(wèi)星，上天后，它都必須靠自己來(lái)“掰角度”。

也就是說(shuō)，對(duì)地球同步軌道衛(wèi)星而言，火箭只能起到“送一程”的作用。定點(diǎn)入軌的路，還得自己走。

只是中星9A獨(dú)自前行的路更遠(yuǎn)。因?yàn)椋L(zhǎng)三乙沒(méi)能帶它來(lái)到地球同步轉(zhuǎn)移軌道，而是把它送入了近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)1萬(wàn)6千多公里的軌道。根據(jù)科技日?qǐng)?bào)記者此前了解，這是因?yàn)榛鸺诘谌?jí)滑行過(guò)程中的姿態(tài)控制出了問(wèn)題。

“此時(shí)衛(wèi)星速度大概為每秒9.68公里，比預(yù)定速度慢了五百多米每秒。火箭沒(méi)有完成的任務(wù)，衛(wèi)星自己來(lái)完成，它要把速度給補(bǔ)回來(lái)。”楊宇光介紹，當(dāng)衛(wèi)星飛到近地點(diǎn)附近時(shí)，地面團(tuán)隊(duì)可以控制它靠自身攜帶燃料加速。經(jīng)過(guò)多次這樣的加速，衛(wèi)星速度能達(dá)到預(yù)定的每秒10.24公里，之后完成入軌。

當(dāng)然，航天人員也可以為衛(wèi)星規(guī)劃不同的爬升路線。條條大路通羅馬，最終目的，都是讓衛(wèi)星重新進(jìn)入地球同步軌道。

獨(dú)自前行耗費(fèi)燃料，但在軌加注并不可行

“修正”衛(wèi)星軌道，這在航天史上不算新鮮事。

2004年6月，天頂號(hào)3SL火箭沒(méi)能將星網(wǎng)-18(原亞太五號(hào))衛(wèi)星送到遠(yuǎn)地點(diǎn)約3萬(wàn)6千公里、近地點(diǎn)760公里的地球轉(zhuǎn)移軌道，而是將其拋在了遠(yuǎn)地點(diǎn)為2萬(wàn)1千公里的軌道。據(jù)當(dāng)時(shí)媒體報(bào)道，衛(wèi)星制造商認(rèn)為，利用衛(wèi)星所帶燃料仍可以將衛(wèi)星調(diào)整到預(yù)定軌道。該衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為17年，利用自帶燃料變軌后，衛(wèi)星使用壽命大概縮減為13年。

同樣的，這一次中星9A自己爬了兩萬(wàn)公里，最直接的影響，就是消耗了大量燃料。

“衛(wèi)星燃料的主要用途，是進(jìn)入和保持軌道。”楊宇光說(shuō)。上天時(shí)，衛(wèi)星要靠自身燃料實(shí)現(xiàn)入軌；進(jìn)入軌道后，衛(wèi)星還會(huì)受到地球引力、太陽(yáng)和月球引力等的影響，其運(yùn)行軌道會(huì)發(fā)生微小變化，必要時(shí)，它要對(duì)自身進(jìn)行軌道修正和保持——這，同樣要耗費(fèi)燃料。

燃料一旦耗盡，衛(wèi)星就無(wú)法維持住自己所在的軌道，只能“默默飄走”，也就不能繼續(xù)發(fā)揮作用。楊宇光指出，在其他設(shè)備正常的情況下，衛(wèi)星壽命基本取決于其所剩燃料的多少。

既然燃料如此關(guān)鍵，有沒(méi)有可能進(jìn)行在軌加注，來(lái)一場(chǎng)太空加油？

“從技術(shù)原理上來(lái)說(shuō)，這是可行的。比如前不久，天舟貨運(yùn)飛船就給天宮二號(hào)進(jìn)行了在軌推進(jìn)劑加注。”楊宇光說(shuō)，“至于要不要做，那就是付出多大代價(jià)的問(wèn)題。但到目前為止，還沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家對(duì)地球同步軌道衛(wèi)星實(shí)施過(guò)這種操作。”原因是——太費(fèi)錢(qián)。

而且，就算真的要進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加，還得看衛(wèi)星有沒(méi)有“空中受油”的能力。中星9A只是一顆普通的通信衛(wèi)星，并沒(méi)有受油的基本設(shè)備。“現(xiàn)在的地球同步軌道衛(wèi)星還沒(méi)有為‘受油’而設(shè)計(jì)的。”楊宇光說(shuō)。

(科技日?qǐng)?bào)北京7月9日電)