歐洲伽利略導航衛星將首次使用獵鷹九號發射!

輕舟一號 2024-04-23 22:44:39

北京時間2024年4月27日15:00(美東夏令時27日03:00),最新一批“伽利略”導航衛星“伽利略”業務星FM25 & FM27雙星將由“獵鷹九號”運載火箭從肯尼迪航天中心LC-39A工位發射升空,衛星將被直接送入高度23616千米的圓形中地球軌道(MEO)。

最輕巧的導航衛星!

“伽利略”業務星FM25 & FM27(Galileo-FOC FM25 & FM27)爲“伽利略”衛星定位系統業務衛星第25號星和27號星,將是“伽利略”定位系統升空的第25顆和第26顆業務衛星,也是第29顆和第30顆組網衛星。“伽利略”業務星(Galileo-FOC)由總部位于德國不來梅的OHB Systems AG公司主導研制,采用該公司自研衛星平台,主要載荷來自英國薩裏衛星技術有限公司(Surrey Satellite Technology Ltd./SSTL) 。

“伽利略”業務星(Galileo-FOC)

“伽利略”業務星(Galileo-FOC)由插入式(plug-in)推進模塊等7個模塊組成,電源分系統配備一對三結砷化镓(Triple Junction GaAs)太陽翼,單個太陽翼配備2塊面板,太陽翼發電功率1.9千瓦,同時配備了50伏可調節總線,使用锂離子(Li-Ion)電池,容量3.8千瓦時;配備被動氫原子鍾(Passive Hydrogen Maser)和铷原子鍾(Rubidium Atomic);使用E5、E6、E1等3個導航波段,最小等效全向輻射功率(equivalent isotropically radiated power,EIRP)(早期運行能力階段/EOC)分別爲32.57分貝瓦(dBW)、33.20分貝瓦、35.06分貝瓦,帶寬分別爲92.07兆赫茲(MHz)、50.00兆赫茲、50.00兆赫茲。

“伽利略”業務星(Galileo-FOC)4星搭載狀態(使用“阿麗亞娜5”火箭)

“伽利略”業務星發射狀態尺寸2.91 x 1.70 x 1.40米,太陽翼翼展14.67米,發射質量732.8千克,使用壽命大于12年,地面封存壽命大于5年。在世界主要全球衛星導航系統的現役衛星中,“伽利略”系統衛星的質量最小,是其中唯一的小型導航衛星,其他系統現役衛星質量均大于1000千克。

最高定位精度優于1米!

“伽利略”全球衛星導航系統由歐盟(EU)出資組建,由歐盟空間計劃局(EUSPA)負責運營,並由歐空局(ESA)代表歐盟委員會承擔開發和采購工作,以意大利天文學家伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)的名字命名,“伽利略”與中國“北鬥”、美國GPS、俄羅斯“格諾納斯”並稱世界4大全球衛星導航系統。該系統規劃發射30顆衛星,含24顆運營衛星和6顆備份衛星,運行在高度23616千米、傾角56度的圓形中地球軌道,平均分布在互相間隔120度的3個軌道面。

“伽利略”系統提供公開服務(Open Service,OS) 、商業加密服務(Commercial Service,CS) 和公共特許服務(Public Regulated Service,PRS),其中公開服務(OS)和公共特許服務(PRS)定位精度相當,商業加密服務(CS)擁有更高的精度,該系統的最高定位精度優于1米。同時,“伽利略”系統還配備了搜救轉發器,爲全球衛星搜救系統(COSPAS-SARSAT)提供搜救服務。

目前,在軌運行和規劃發射的是第一代“伽利略”衛星,共分爲三個批次産品,第一批次4顆“伽利略”在軌驗證衛星(Galileo-IOV)由法國阿斯特裏姆(Astrium)研制,並已在組網初段的2011至2012年發射升空;第二批次和第三批次衛星均由OHB Systems AG公司研制,其中第二批次22顆“伽利略”業務星(Galileo-FOC)已于2014至2018年發射升空,第三批共12顆改進型“伽利略”業務星,首發雙星已于2021年12月發射升空,即將發射的是本批安排發射的第3顆和第4顆衛星。

首次使用獵鷹九號發射!

自2011年10月開啓組網發射以來,“伽利略”系統衛星一直使用俄羅斯“聯盟ST-B”運載火箭/“弗雷蓋特-MT”上面級和歐空局“阿麗亞娜5”ES發射,並計劃使用研制中的“阿麗亞娜6”承擔未來的發射任務。由于烏克蘭危機歐空局停用“聯盟ST-B”運載火箭,又由于“阿麗亞娜5”ES已經退役和“阿麗亞娜6”研制進度滯後,“伽利略”衛星發射走到了無箭可用的無奈境地,歐盟只能轉而求助美國太空探索技術公司(SpaceX)。

由于“伽利略”衛星具有軍用屬性,在尋求太空探索公司支持之前,歐盟于2024年3月中旬與美國達成了一項安全協議,被允許使用“獵鷹 9 號”火箭發射“伽利略”衛星。歐盟與太空探索公司簽署的發射合同包含2次發射服務,將使用“獵鷹九號”火箭先後在今年4月和7月各發射2顆“伽利略”導航衛星。在此之後,剩余6顆“伽利略”第三批衛星將由“阿麗亞娜6”火箭發射。

“伽利略”系統先于中國“北鬥”提出和創建,其系統首發衛星Galileo-IOVE-A技術驗證衛星于2005年12月發射,首顆組網衛星Galileo-IOV PFM于2011年10月發射,但是迄今仍未能完成30顆衛星的組網發射目標,而中國“北鬥”早在2020年7月31日就已經全面建成並正式面向全球提供服務。

“伽利略”業務星(Galileo-FOC)展開示意圖

雖然組建進度拖沓,總體而言,歐盟“伽利略”導航系統在全球依然處于較高的水平。基于目前在軌的28 顆衛星,“伽利略”系統高精度定位服務 (HAS) 已啓用,其水平和垂直導航精度分別可達到20厘米和40厘米。

與此同時,下一代“伽利略”衛星已經處于研制過程中。2021年1月底,歐盟委員會已經向空中客車防務與太空公司和泰雷茲阿萊尼亞太空公司授予第二代“伽利略”衛星的研制合同,後二者將分別承擔6顆衛星的研制工作,新一代“伽利略”衛星計劃于2035年左右具備完全服務能力。

作者:木蘭星舟

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