crazyai 发表于 2024-9-2 07:38:16

北斗卫星寿命有十几年,为何GPS服役了好几十年

首先要告诉大家的是:GPS定位系统已经发展了三代七个型号,如今在轨道上运行的也就只有在1997年以及以后发射的12颗GPS2R卫星,7颗GPS2R-M卫星,12颗GPS2F卫星,5颗GPS3卫星,一共就只有这34颗GPS卫星而已。
至于在1978年~1997年之间发射的GPS系列卫星已经失效退役了。满打满算,正在服役的最早发射的GPS卫星,也才服役了25年而已,远没有达到30多年的高水准。


事实上,一颗卫星的设计寿命最长也就只有十几年而已。这点北斗卫星和GPS卫星基本上是一直致的,都没有领先彼此太多。
像GPS2R和GPS2R-M系列卫星的在轨寿命只有7.5年,也只是到了末期的GPS2F卫星的寿命提升到了12年,而GPS3卫星的在轨寿命就更高了一点,达到了15年。
北斗1号卫星的在轨设计寿命有个8年,而北斗3号卫星的设计寿命就到了12年。可见,在卫星的设计寿命上,各国都差不多,最多也就是只有个十多年而已。


然而,设计寿命只是设计寿命而已,航天器还是可以超期服役的。只不过,各种性能,部件相比于寿命期内,是肯定要有所下降的。就像天宫一号空间站,就超期服役了好几年之后才坠入太平洋上的航天器坟场尼莫点。
所以说,卫星之类的航天器超期服役这种情况还是很常见。只不过,这个超期服役的期限是有限制的,不可能超期十多年还可以以完整性能服役。一般来说,超期个两三年,就该强制退役了,否则还是极其容易出现故障的,一旦失控,就会成为潜在的危险。


GPS定位系统

首颗第一代GPS卫星是在1978年发射的,这一代GPS卫星只发射了11颗,只不过中间有一颗发射失败了,最后也就只有10颗顺利进入预定轨道。
第二代GPS卫星是在1989年发射,截止到1990年一共发射了9颗卫星,且全部进入预定轨道。
第二代改进行号GPS2A卫星是在1990年开始发射的,截止到1997年,一共发射了19颗,也是全部进入了预定轨道。


第二代改进行号GPS2R卫星是在1997年开始发射的,截止到2004年,一共发射了13颗,有一颗发射失败,剩余的12颗也是全部进入了预定轨道。
第二代改进行号GPS2R-M卫星是在2005年开始发射的,截止到2009年,一共发射了8颗,也是全部进入了预定轨道。
第二代改进行号GPS2F卫星是在2010年开始发射的,截止到2016年,一共发射了12颗,也是全部进入了预定轨道。


第三代GPS3卫星是在2018年开始发射的,预计到2023年一共发射10颗卫星,截止到2022年1月22日,也仅仅发射了5颗而已。
以上就是美国GPS定位系统的具体发射历程,现阶段在外太空运行的也只有34颗卫星而已。
即便当10颗GPS3卫星全部入轨之后,美国在轨的GPS卫星数量也不过39颗,是没有北斗卫星数量多的。


卫星在轨运行的状况

一般而言,卫星是搭载有燃料的,供其调整飞行轨道。比如说:GPS卫星的主体就是圆柱形状,直径约为1. 5米,重约774千克,仅燃料的重量就310千克。
由于GPS卫星轨道所在的高度还有稀薄的空气存在,尽管空气的密度很小,但是在长时间的摩擦下,也会让其掉高度的。这时就需要启动发动机让卫星重新回到预定的轨道上。所用的燃料一般都是偏二甲肼,只不过这些燃料的携带量非常少,也只是用于调整轨道高度而已。


卫星的退役与补发

当一颗卫星退役之后,一般有两种处理办法。一个是让其减速,降低轨道高度坠落到地球上的尼莫点。另一个就是,让其加速,升高轨道的高低,进入墓地轨道。这两种办法自然是第一种更加安全了,毕竟在太空中失效的卫星始终都是一个威胁,早早晚晚飞行高度会下降的,依然会对在轨运行的航天器带来威胁。


至于补发卫星,当退役的卫星将星座位置让出来之后,继续发射一颗进入原来的轨道就行。这样一来,退役的卫星不将位置让出来,那新卫星是无法发射的,毕竟是没有位置可以让其运行的。
所以说,当一颗导航卫星的寿命到期之后,就必须让其脱离原来的运行轨道,或者降低高度在大气层中烧毁,要么提升高度成为太空垃圾,好为后续补发的卫星让位。

bellyoungsmile 发表于 2024-9-2 07:52:01

你再算算是34颗还是36颗????

tpzmj 发表于 2024-9-2 08:14:04

转发了。

追风少年 发表于 2024-9-2 08:28:16

十年与二十五年差多少?
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