韩国型太空清理卫星开发全面启动…2027年”努里”号第六次发射

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By Global Team

一分钟新闻

▶ 韩国宇宙航空厅10月26日在大田KAIST卫星研究所召开了空间物体主动控制卫星(ADR-SAT)系统集成准备评审会。这颗卫星将承担清除太空垃圾的任务。

▶ 卫星将搭载于2027年发射的“努里”号运载火箭第六次飞行任务,进入轨道。任务结束后,它将接近留在轨道上的卫星,用机械臂和夹爪将其抓住,降低其轨道高度后释放,使其在进入大气层时因摩擦产生的热量而烧毁。

空间物体主动控制卫星构型及任务相关图片(图片:韩国宇宙航空厅)
空间物体主动控制卫星构型及任务相关图片(图片:韩国宇宙航空厅)

韩国宇宙航空厅表示,26日在大田KAIST卫星研究所召开了空间物体主动控制卫星(ADR-SAT)系统集成准备评审会。这颗卫星将执行清除太空垃圾的任务。

由产学研专家组成的外部委员检查了零部件和子系统的准备情况,以及集成过程中可能出现的技术风险,认为可以开始系统集成。

卫星研究所将从11月起开始组装飞行模型。该卫星将搭载于2027年“努里”号运载火箭第六次飞行任务进入轨道,开展捕获任务结束卫星并将其送入大气层的技术验证。

◆ 能否开始组装?由外部委员评定

系统集成准备评审会(S-IRR)是卫星开发过程中,在将零部件、组件和子系统整合为一体之前必须通过的关卡。外部委员将确认各部分是否按计划准备就绪,以及集成所需的计划、流程、设施和设备是否齐备。

韩国宇宙航空厅制定的卫星开发指南《韩国系统工程手册》规定了该评审会的通过条件。主动控制卫星已满足这些条件,卫星研究所将从11月起开始组装飞行模型(FM)。飞行模型并非用于测试,而是实际送入太空的卫星。

“努里”号第六次飞行任务计划于2027年实施。韩国宇宙航空厅和韩国航空宇宙研究院去年12月公布的搭载卫星名单中,除主载荷——5颗超小型集群卫星7至11号、通过公开征集选出的6颗立方体卫星,以及国产元器件和零部件验证卫星3号外,还包括KAIST卫星研究所研发的主动控制卫星。

◆ 抓住、降低轨道、释放……六阶段任务

主动控制卫星的主要任务(资料:韩国宇宙航空厅)
主动控制卫星的主要任务(资料:韩国宇宙航空厅)

这颗卫星采用小型卫星平台。所谓“空间物体主动控制”,是指寻找轨道上的空间物体并接近它,改变其位置或轨道,或将其捕获并送入地球大气层使其销毁。韩国宇宙航空厅公布的任务分为六个阶段。

① 初期运行阶段:卫星发射后,检查其是否正常运行,并完成任务准备。

② 夹爪操作阶段:在太空中预先操控用于捕获目标的机械臂和夹爪,确认其性能。

③ 轨道转移阶段:改变高度和轨道平面,飞向目标所在轨道。

④ 远近距离机动阶段:先从远处寻找目标并确定其位置,再逐步靠近,避免发生碰撞。

⑤ 目标捕获阶段:用机械臂抓住任务结束的韩国国家航天资产。

⑥ 捕获物释放阶段:抓住目标并降低轨道高度后将其释放。目标将坠入大气层,并因摩擦产生的热量而烧毁。

韩国宇宙航空厅厅长吴泰锡表示:“这项主动控制卫星技术将接近在轨道上高速移动的太空垃圾,将其捕获后送回大气层再入并销毁,是一项世界首创、高难度的卫星技术挑战。我们将依靠自身技术实力掌握清除威胁韩国国家卫星安全的太空垃圾的核心技术,提升韩国应对太空风险的能力。”

◆ 直径超过10厘米的物体有68,450个,每年发射逾300次

太空垃圾是指失去功能后仍留在地球轨道上的人造物体,包括任务结束的卫星、运载火箭残骸,以及碰撞或爆炸产生的碎片。

根据欧洲航天局(ESA)23日更新的数据,地面监测网络正在追踪约47,260个轨道物体。据估算,直径超过10厘米的物体有68,450个,其中仍在运行的卫星约有11,300颗。直径为1至10厘米的碎片约有150万个,直径为1毫米至1厘米的碎片约有2.3亿个。在轨物体发生解体、爆炸或碰撞的事件已超过660起。

发射活动也在加速。根据ESA《2026年太空环境报告》,2025年全年发射次数超过300次,进入轨道的有效载荷超过4,000个,平均每天约10个。

ESA用于量化太空环境压力的指数在一年内从约4升至约50。指数超过1,意味着已超出可持续水平。

相关规定也日趋严格。美国联邦通信委员会(FCC)要求低地球轨道卫星在任务结束后5年内离开轨道;ESA也将卫星退役期限上限从25年缩短至5年。

◆ 欧洲计划于2028年实施,日本发射日期未定,韩国目标为2027年

捕获目标的场景示意图(图片:韩国宇宙航空厅)
捕获目标的场景示意图(图片:韩国宇宙航空厅)

在同类技术领域,欧洲和日本此前一直走在前面。ESA于2020年11月与瑞士ClearSpace公司签订合同,以8,600万欧元(约1,390亿韩元)实施ClearSpace-1任务。该任务计划用四条机械臂环抱并捕获目标。

该任务原计划于2026年下半年发射,后来推迟至2028年;目标也从一枚据推测于2023年与其他碎片相撞的火箭适配器,改为ESA的小型卫星PROBA-1。

日本Astroscale公司于2021年通过ELSA-d卫星,成功捕获了预先贴有磁性板的试验目标;2024年又利用ADRAS-J卫星接近并观测了日本H-2A火箭的上面级。后续任务ADRAS-J2计划用机械臂捕获该火箭上面级并将其移出轨道,Astroscale已与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)签订约132亿日元(约1,230亿韩元)的合同。Astroscale于9月1日选定德国Isar Aerospace作为发射服务商,但尚未公布发射日期。

目前,尚无任何国家完成过这样的技术验证:用机械臂捕获一颗未经预先准备、实际退役的卫星,并将其送入大气层。韩国主动控制卫星项目总经费为447亿韩元,2024年、2025年、2026年、2027年和2028年分别获拨25亿、124亿、188亿、100亿和10亿韩元。如果“努里”号第六次飞行任务按计划于2027年发射,且在轨六个阶段依次成功,技术验证将于2028年完成。11月启动组装,是这一计划迈出的第一个实体阶段。