科技日報北京7月4日電 (李懿德 惲衛東 鄭琦 記者付毅飛)記者4日從中國航天科技集團八院獲悉,由該院805所自主研制、配置于長征二號丁遙六十四運載火箭載荷艙上的離軌系統,于6月26日在軌順利展開離軌帆裝置。這是目前國內面積最大的離軌帆產品,也是國際上首次將離軌帆應用于運載火箭艙段。

 據悉,該火箭配置的離軌帆完全展開狀態下面積達25平方米,帆面材料厚度不足頭發絲直徑的十分之一。通過精確地折疊設計和高密度壓緊,帆面能夠收納到極小的體積。這樣的輕量化和高展收比,能讓離軌帆加裝至各類成熟的航天器而不占用平臺自身包絡。長征二號丁遙六十四運載火箭于6月23日成功發射,隨著此次離軌帆成功展開,重量約300公斤的火箭載荷艙將在2年內再入大氣層,讓出寶貴的軌道資源。

 據介紹,離軌帆是一種配置在衛星或航天器上,可在太空中實現自主展開的薄膜結構。在隨衛星發射入軌時,離軌帆呈收攏狀態,等衛星壽命結束后,帆面解鎖指令啟動,薄膜帆面展開,像一個“大風箏”,利用低軌環境稀薄大氣形成的氣動阻力,讓衛星慢慢減速,并逐漸脫離原軌道。

 以一顆700公里高度15公斤級衛星為例,若無離軌措施,衛星壽命結束后還將占據軌道長達120年甚至更久;如配置展開面積為2平方米的離軌帆,可將在軌時間縮短至10年以內。

 值得一提的是,利用離軌帆實施離軌,無需消耗燃料,即使是在航天器發生故障失控的情況下,僅需少量電流即可實現薄膜帆展開,有效解決失控航天器的離軌需求。

 據了解,隨著長征二號丁運載火箭一箭多星串聯構型的成熟應用,火箭載荷艙會在分離入軌后長期停留在軌道上,成為游蕩在太空中的空間碎片,這引起了火箭總體設計師的高度重視。為此,型號總體設計團隊創新性地提出了“末子級應用系統+大面積離軌帆”的運載火箭載荷艙加速離軌和長期狀態監視總體方案。

 一直以來,八院致力于空間碎片減緩技術的創新研究,先后對長征四號乙/丙、長征二號丁等火箭型號的末子級開展了主動離軌設計并獲得成功驗證。2021年2月,八院主導制定的首個國際標準ISO20893《航天系統——運載火箭軌道級空間碎片減緩詳細要求》正式發布。