轨道康复者

卫星的寿命取决于卫星质量、卫星故障、星载燃料和太空风险。最常见的就是星载燃料耗尽，当通信卫星发生故障或轨道校正能源耗尽的时候，其生命就走到了尽头。地球低轨道上的卫星会降落，在大气层火热的拥抱中烧为灰烬;地球高轨道上的卫星会偏离计算轨道，漫无目的地在太空中漂行，成为太空垃圾。不过今后卫星再发生故障、星载燃料耗尽时，可以求助英国的“轨道康复者”，美国的“轨道快车”。它们是卫星的拯救者，是太空的“110”。 卫星因此得以延长服务时间。

1．轨道康复者

轨道康复者(CX OLEV，ConeXpress-OLEV) ，CX轨道生命延续装置，又称为轨道康复卫星，是用于目标卫星维修、康复的卫星。如图1 轨道康复者所示。

2．轨道康复者研发

2002年，位于伦敦的英国“轨道康复”公司开始设计、研制“轨道康复者”新型太空航天器，以救助因燃料耗尽而要报废的通信卫星和部分因发射、定位失败的卫星。

2004年，研制工作成功，新型航天救助飞行器的外形也有了巨大的变化，方案也更现实可行，许多部件的构造已经确定，运送飞行器进入太空的基本方式也确定。计划2007年进行首次飞行试验。如图2 轨道康复者正视；图3轨道康复者救助卫星所示。

2005年初，轨道康复者开始建造。荷兰航天公司是CX OLEV研制和生产的主要合同商，轨道康复有限公司、瑞典航天公司、西班牙SENER公司和DLR 德国航空宇宙中心、Kayser-Threde等欧洲著名航天器公司参与研发。

瑞典航天公司负责研制航天器遥测、跟踪和指挥分系统，并提供航天器载数据处理设计，以及地面站和CX OLEV任务运营。

SENER公司负责研制CX OLEV的姿态和轨道控制分系统，包括机动阶段及目标航天器与CX OLEV对接之后的轨道和位置保持。如表1 轨道康复者主要参数所列。

3．轨道康复者功能

现代通信卫星设备通常都配备非常充足的燃料资源，但也是非常有限的。燃料消耗量是许多卫星停止使用的最主要原因。轨道康复者方案通过这种航天救助飞行器的帮助，为其补充必要的能源，卫星寿命将能延长10年或更长时间，通信卫星常规寿命因而能增加1倍。轨道康复者被称为“垃圾”卫星的救星。如图4轨道康复者靠近目标星所示。

4．轨道康复者构成

轨道康复者装配有电火箭离子发动机，以电离氙为介质，以太阳能电池为能源。它的外形就象一个截短的圆锥体，底部直径约2.6m，高约1m，顶部直径1.1m。由于轨道康复者的尺寸和形状与欧洲“阿利亚娜-5”火箭的有效运载接合器完全相同，因此，轨道康复者能以运载火箭和载荷间独特接合器的形式进入太空。如图5 轨道康复者构成示意图；图6 轨道康复者的接合器构造所示。

5．轨道康复者工作原理

轨道康复者进入近地轨道后，能自动沿低轨飞行，在光和雷达遥控系统控制下，谨慎地接近待救通信卫星。每颗通信卫星重心中间部位，都有一个轨道远地点升力或轨道校正发动机喷口，由于能源燃料消耗完毕，这个小发动机也已经没有任何用处，正好可以用作轨道康复者和通信卫星的对接点，通过特殊接杆，使二者联接在一起。对接完成后，轨道康复者会为卫星提供能源，延长其使用寿命，同时校正卫星系统轨道，并借助自己的发动机，帮助卫星重新定向。如图7 组装中的轨道康复者所示。

康复者还可以救助那些报废已久的卫星，也能救治那些刚刚进入太空、因轨道计算不准确、运载火箭最后一级发动机或加速装置故障等原因而无法顺利进入轨道的卫星。

CX OLEV会在计算机和测距系统的帮助下自动地飞向目标卫星，并通过一种特殊的抓钩将偏离工作轨道的卫星与自己的一个主要发动机连在一起，然后把卫星拖回正确轨道。如图8 轨道康复者接近待救卫星；图9轨道康复者救助卫星示意图；图10轨道康复者与卫星对接示意图所示。

CX OLEV在投入使用以后可作为一种“轨道拖船”，可以为通信卫星提供导航、制导和推力，以使通信卫星在正常的燃料耗尽以后仍然能够在轨道上运行数年。

6．轨道康复者前景

通信卫星的造价一般为2.5亿美元，通过轨道康复者多次延长寿命，费用比较低，比发射新卫星来替代要经济实惠得多。通信卫星救援是太空服务工作中一个新兴的庞大市场，有着非常好的前景。

据统计，到2011年，80多颗在上世纪80、90年射的通信卫星的寿命将要结束。它们会是轨道康复者的救助对象。轨道恢复公司目前已确定70多颗在轨通信卫星作为需用CX OLEV延长寿命的候选卫星。到2015年有超过100颗卫星将受到救助。

轨道康复者公司计划把一组轨道康复者送入不同高度的轨道，随时准备救助各种卫星。