服役期原本兩年，可在軌運(yùn)行至今已經(jīng)8年多仍“不服老”——實(shí)踐六號B01星的“長壽基因”已經(jīng)衍生出了實(shí)踐系列衛(wèi)星這個“長壽家族”。
在軌衛(wèi)星長壽命絕不是偶然，中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院（簡稱五院）靠他們的創(chuàng)新為其植入了超期服役的“長壽基因”。
“我國在軌的80余顆衛(wèi)星中，66顆出自五院。2008年在軌超期服役的衛(wèi)星是7顆，2012年年初是15顆，2012年年底這一數(shù)字達(dá)17顆。按照我們的分析，超期服役的衛(wèi)星數(shù)量有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢，占在軌衛(wèi)星中的比例也將持續(xù)上升。”五院院長楊保華告訴記者，不少衛(wèi)星的“工齡”已超出正常設(shè)計壽命的2—3倍，依舊狀態(tài)良好，在軌運(yùn)行穩(wěn)定。
讓每一塊“板”都不短
談及實(shí)踐六號B01星的長壽秘籍，相關(guān)人員認(rèn)為關(guān)鍵是因?yàn)閺男l(wèi)星設(shè)計、研制之初就注重不斷優(yōu)化衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計方案，加強(qiáng)攻關(guān)，選用穩(wěn)定度更高的新技術(shù)、成熟度更高的新工藝、可靠性更優(yōu)的新產(chǎn)品對衛(wèi)星各系統(tǒng)和關(guān)鍵部件進(jìn)行“淬火”，為衛(wèi)星注入了“長壽基因”。
實(shí)踐六號B01星安裝的由五院自主研制的我國首臺星敏感器，改寫了之前衛(wèi)星姿態(tài)測量只能依賴太陽、地球作為參考系的歷史，大幅提升了衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)航的安全性、準(zhǔn)確性。多級冗余設(shè)計的在軌策略也引入到該星的設(shè)計當(dāng)中，即當(dāng)衛(wèi)星主計算機(jī)工作時，還有兩臺計算機(jī)充當(dāng)“替身”，處于休眠備份狀態(tài)，一旦主機(jī)發(fā)生故障，替身就會頂上，確保衛(wèi)星有足夠的時間進(jìn)行故障排除。
如今，越來越多的長壽技術(shù)、產(chǎn)品擺上了衛(wèi)星生產(chǎn)的供貨架，確保了衛(wèi)星壽命贏在起跑線。服務(wù)于我國通信衛(wèi)星的東方紅四號衛(wèi)星公用平臺較前一代平臺，使用壽命從8年提升到15年；性能更優(yōu)的二浮陀螺和三浮陀螺代替了傳統(tǒng)的液浮陀螺，設(shè)計使用壽命從原來的3—5年，大幅提升至8—15年，經(jīng)過對飛輪關(guān)鍵軸承部分進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，其壽命提升至8—15年；衛(wèi)星的“眼睛”載荷相機(jī)壽命從3年提升到5年；自主控制技術(shù)的廣泛運(yùn)用，為衛(wèi)星關(guān)鍵產(chǎn)品裝上了“智腦”，各分系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自我診斷，自主檢測錯誤，進(jìn)行在軌故障隔離……
“一個衛(wèi)星由成千上萬個部件組成，任何一個關(guān)鍵系統(tǒng)和部件罷工，都會宣告衛(wèi)星提前退休。”相關(guān)人員用“木桶理論”打了個形象的比方，“衛(wèi)星整體壽命取決于它壽命最短的那個關(guān)鍵系統(tǒng)或部件，要長壽得‘讓每一塊板都不短’。”
掌握使衛(wèi)星長壽的“養(yǎng)生之道”
穿梭在太陽高能粒子、空間碎片、宇宙風(fēng)暴密布的惡劣空間環(huán)境中，衛(wèi)星發(fā)生磕磕碰碰，出現(xiàn)在軌異常在所難免。
先天基因再好，后天如果不注重養(yǎng)生保健，不及時處置小病小痛、任由其發(fā)展，壽命也長不了。衛(wèi)星長壽的另外一個關(guān)鍵“秘籍”是在軌維護(hù)。
五院于2004年成立航天器運(yùn)行管理中心，專攻衛(wèi)星的“健康醫(yī)療”和“養(yǎng)生之道”。
“快、準(zhǔn)、狠”是該院開展衛(wèi)星在軌管理的一個要訣。衛(wèi)星在軌出現(xiàn)異常，首先一定要在第一時間解決問題，否則容易由一個小問題衍生出更多問題，繼而影響某一個系統(tǒng)，甚至整星運(yùn)行。如俄羅斯某衛(wèi)星就因?yàn)樘柫Ｗ訐舸┯嬎銠C(jī)芯片，而備份計算機(jī)切換不及時，導(dǎo)致電壓快速下降，最終造成整星失效、報廢。其次就是要準(zhǔn)、狠，衛(wèi)星在軌排故，最忌處置失當(dāng)，前些年，國內(nèi)某控制中心操作衛(wèi)星時，指令輸入錯誤，衛(wèi)星發(fā)生翻轉(zhuǎn)，等衛(wèi)星搶救過來時，白白消耗了足夠它使用半年的推進(jìn)劑。這種因在軌管理失當(dāng)而引發(fā)的衛(wèi)星失效、“折壽”慘案并不鮮見。