北斗三号在太空中出现故障如何维护? 第1页

当北斗卫星发生故障或用尽燃料时，它们一般就直接报废了，软件还能升级，硬件坏了就坏了，修是基本没法修的。绝大多数卫星都是这个宿命。根据它们与地球的距离，要么是低轨道卫星(LEO)的就往地球方向走，坠入大气层烧成灰烬或者落入位于南太平洋的航天器公墓；要么因为其燃料不足以让其减速到再入大气层，就只能再往外了走，由地面控制人员下达指令启动星上发动机，将失效卫星推离轨道抬升到比近地轨道高近千公里的所谓“坟场轨道”上去。中国很多卫星都装有离轨系统，在废弃后能依靠剩余的能量，自动进入 “太空坟场”，以免对正常卫星构成威胁。北斗有三种轨道，包括3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)、24颗中轨道地球卫星(MEO)和3颗地球同步轨道卫星（GEO），都不是低轨道，所以只能往坟场走。目前中国发射的大部分卫星要么携带了星上专用离轨系统，要么用剩余推进剂(30％左右)排放系统把卫星移动到离轨位置。

卫星能不能用一般取决于两个方面，一是燃料用光了，二是星载设备出现严重问题。另外还和发射技术、轨道控制技术、位置维护技术和姿态控制轨道控制技术水平密切相关。任何环节能耗的减少，都可延长卫星的实际寿命。北斗卫星数量高于实际需要的数量，一旦有卫星出现故障，使用其他卫星可以继续提供定位信号。按照设计，北斗卫星导航系统可靠性每年中断0.4次，这意味着卫星定位信号故障可能每两年半才会发生一次。北斗的实际寿命应该在12至16年左右，一旦某颗星出了严重故障，备份卫星马上就会顶上来。

当然，修不修也得看是哪个卫星。如果卫星实在是值钱，也可以通过发送航天飞机或者另一颗卫星的方式为它续命。比如哈勃就被修了好几次。1992年“奋进号”航天飞机还将一颗因发动机故障而未进入预定轨道的价值1.57亿美元的“国际通信卫星6号F3”吃到肚子里救了回来。今年又有一颗“国际通信卫星”10-02的燃料用光了，于是就又发射了一颗MEV-2 卫星给它送去一套新的动力系统和满满一箱燃料。按照计划，MEV-2 将经过多次变轨到达地球同步轨道，并在明年精准停靠在目标卫星的旁边并实施对接，给它续命5 年以上。而之所以被称为MEV-2，是因为排在它前面的是第一颗救援卫星MEV-1 ，在2020年2月成功在墓地轨道上与已经接近弃用的 “国际通信卫星”901 对接，最终将其拉回到地球同步轨道，让它在今年4月成功恢复了服务。

如果卫星只是单纯缺燃料了，那NASA戈达德正研制的可为在轨运行卫星“移动加油”的新型Restore-L航天器马上就能派上用场了，它能够对在轨运行卫星进行燃料加注，以延长在轨卫星寿命。我国的“天源一号”卫星在轨加注飞行试验系统也曾在2016年成功搞过一次在轨加注试验。

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有人私信问，如果是卫星某个零件损坏，是否可以直接在轨道上更换呢？

如果资金允许的话，也不是不可以，但前提是这是一颗专门设计过的、可用于在轨维修的卫星。目前绝大多数卫星的设计思路并不是这样。因为如果为了便于维修，卫星组件必须具有易于更换的模块化组件。这会显著的增加研发和制造成本、提升复杂性和重量。这是一个很奢侈的想法。另外，还需要能够维修的航天器。以前还有航天飞机为低轨道的卫星提供维护服务（比如Solarmax，5次哈勃飞行任务），但随着航天飞机的退役，连低轨道也不再有维修的可能。

财大气粗的美国国防部高级研究计划局（DARPA）之前搞过一个“地球同步卫星机器人服务”（RSGS）计划，但去年（2019年），这个计划的重要合作方，麦克萨(Maxar)技术公司(就是以前的SSL)，宣布不再给国防部输血了。现在只能靠一家叫Praxis的公司，研发如何用机械臂来抓取目标卫星的系统。原型机已经有了，但暂时无法达到商用的程度。

目前我国还没有足够的研发资金投入在这个领域，所以只能用数量换质量，坏了就扔。