Proton M/Briz-M • Eutelsat 5 West B+MEV-1 • 首个商业在轨延寿服务航天器发射

When:
2019-09-30 @ 18:26
2019-09-30T18:26:00+08:00
2019-09-30T18:41:00+08:00

地点:哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场
火箭:Proton-M火箭 + Briz-M上面级
载荷:Eutelsat 5 West B通讯卫星、MEV-1(Mission Extension Vehicle)首个商业在轨延寿服务航天器
客户:EutelsatOrbital ATK
轨道:GTO(地球同步转移轨道)
相关资料:
(1) In-Orbit Servicing Pioneering the Future of Space
(2) Mission Extension Vehicle(MEV) Overview

直播:
斗鱼直播间号275961


MEV-1

在轨延寿演示视频


MEV-1卫星结构图

Eutelsat 5 West B

简介:
众所周知,对于一颗昂贵的静止轨道通讯卫星而言,其实大部分入轨重量都被用来抬升轨道和姿控保位的推进剂所占据;而且一旦推进剂耗尽,即使星上设备依然正常,也不得不忍痛将其退役。所以早在上世纪六十年代,航天器在轨服务(包括在轨加注)的概念就已经提出。虽然至今已经历经了几十年的发展和验证,但对商业卫星的在轨服务依旧没能走向实用化。尤其是在轨加注推进剂技术,该技术需要卫星在设计之初就提供加注接口,额外增加了卫星成本和技术风险。因此卫星制造商一直认为需要技术成熟后再设计加注接口,而在轨服务商则认为先普及接口才能实验在轨加注并使该技术成熟,从而使在轨加注技术的发展陷入僵局,迟迟没有走向商用,仅仅停留在部分军用和技术验证项目上,其中具有代表性的就是DARPA的“轨道快车”计划和后续的“凤凰”计划。
直到2017年12月,美国联邦通信委员会表示即将批准轨道ATK公司的首次商业化卫星在轨延寿项目,发射首个“任务扩展航天器”(Mission Extension Vehicle-1,简称MEV-1),服务对象为即将退役的Intelsat-901通讯卫星,MEV-1将于2018年搭载“质子”运载火箭与Eutelsat 5 West B卫星一同升空。此次在轨延寿之所能迅速商用,关键在于公司不再纠结于利用被服务卫星自身的推进系统,也不为其加注推进剂;而是利用所有大型商业卫星都具备发动机喷管和星箭对接环结构,通过MEV-1上专门的对接机构进行捕获对接,“挟持”被服务卫星,代替被服务卫星的推进系统,帮助其维持姿态和进行位置保持,被服务卫星的星上载荷则继续正常工作。相当于为因推进剂耗尽而濒临“残疾”的卫星加一个“轮椅”。从而为其延长3-5年的寿命,理想情况下可以最多延长10年寿命。
此次服务对象Intelsat-901于2001年6月利用阿丽亚娜4号火箭发射升空,卫星工作已有16年。2017年9月,该星被更强大的高通量卫星Intelsat-37e卫星替代,因此Intelsat-901进入坟墓轨道濒临退役,但星上大部分转发器仍可正常工作。
轨道ATK公司表示MEV-1基于已有的TacSat-3平台研发,重约两吨,设计寿命15年,针对静止轨道环境和交会对接进行特殊改进。装备有一套特殊设计的对接和捕获机构,MEV-1已于去年初完成了关键设计评估,目前正在该公司位于弗吉尼亚州的工厂生产,并已经完成了75%的生产工作。MEV-1入轨后主要利用电推进器耗时2-3个月抬升轨道,同时进行在轨测试。在MEV-1测试完成后,MEV-1会逐步靠近Intelsat-901卫星,并在坟墓轨道上进行2到4个星期的测试和捕获对接。MEV-1使用电推进器进行升轨和保位,并使用化学推进系统进行交会和对接。在延寿项目完成后,MEV-1会将Intelsat-901推入坟墓轨道,而后MEV-1可以为其它卫星继续进行延寿服务,公司表示目前静止轨道上80%的商用通讯卫星都与之兼容。
MEV项目从早期蓝图直到现在获得商业客户青睐,在项目规划设计上是有其特点的:首先,MEV巧妙的利用了通讯卫星普遍具备的对接环和推进器结构作为连接点,加之该结构一般都与卫星的承力结构存在刚性连接,可以承受对接和在轨机动的过载。其次是卫星平台采用成熟平台,结合电推进器后整星质量较小,可以采用搭载发射方式入轨,从而大幅降低MEV自身成本。因此对于部分造价高昂,星上设备依然完好,但推进剂耗尽的卫星而言,利用MEV为其“续命”比替代发射更具性价比和灵活性。最后,MEV既是商用在轨服务航天器,又是轨道ATK的在轨服务试验平台,基于MEV目前的经验,该公司的下一代在轨服务航天器也在规划设计当中。
当然这种模式也有弊端,MEV在整个延寿期间都必须与被服务卫星连接,时刻被占用。而理想中的在轨服务航天器,应在维修或加注完成后就可以分离待命或准备下一次任务。这样一来,任务周期可以大幅缩短,服务效率和可服务对象数量也大幅增加。因此MEV-1其实不能算轨道“加油站”,叫轨道“副油箱”更恰当一些。但从思路上来讲,MEV对在轨服务技术并不追求一步到位,而是退而求其次,尽快成型并发掘其商业和技术优势,逐步树立市场信心,并培育相关市场。因此,国防部也对该任务十分感兴趣,而MEV-2的合同也已经签订,虽然具体服务对象尚未公开,但其前景依旧值得期待。

更新日志:
【2019年08月12日】又推迟到9月30号18:26。
【2019年08月01日】任务火箭运抵拜科努尔。
【2019年07月19日】9ifly消息暂定9月20日发射。
【2019年03月15日】继续推迟
【2018年12月07日】外媒消息,技术原因推迟到5月。
【2018年10月17日】外媒消息,定于2月发射。
【2018年01月31日】官网消息,推迟到19年,今年质子唯一的一次商业发射也没了。
【2018年01月10日】添加此次发射。

3 thoughts on “Proton M/Briz-M • Eutelsat 5 West B+MEV-1 • 首个商业在轨延寿服务航天器发射”

  1. 如果能将成本控制在一个可观的水平,未来发展前景会非常广阔

  2. 对,反正MEV替代保位,也不需要这台发动机了。

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