何為伴飛衛星：神舟七號飛船的貼身護衛2

　　背景：尚沒(méi)真正應用空間站伴飛衛星
　　正是基于伴飛衛星這么多的優(yōu)點(diǎn)，從世界范圍來(lái)看，各國都在伴飛衛星的探索上不遺余力。
　　特別是30年來(lái)空間站技術(shù)發(fā)展迅速，前蘇聯(lián)、美國禮炮系列空間站、天空實(shí)驗室空間站、和平號空間站的相繼發(fā)射。發(fā)射的一個(gè)直觀(guān)結果是空間站系統越來(lái)越龐大，越來(lái)越復雜，圍繞空間站的航天活動(dòng)也越來(lái)越頻繁，應用面也越來(lái)越廣闊。
　　在這種背景下，針對空間站發(fā)展的這些特點(diǎn)，從保障空間站的安全、保證各種航天活動(dòng)順利進(jìn)行的角度考慮，發(fā)射空間站伴飛衛星顯得迫在眉睫。
　　雖然迄今為止還沒(méi)有一顆空間站伴飛衛星真正應用，但世界各國已經(jīng)在積極探索和試驗。比較典型的、具有空間站伴飛衛星功能的研究和發(fā)展計劃有：以德國為首的Inspector計劃、美國的XSS飛行器、Livermore微小衛星、AERCam微小衛星、法國CNES天文觀(guān)測任務(wù)、德國的TerraSAR-X雷達衛星計劃、SSFTS遙控機器人裝置及徘徊者遙控機器人飛行試驗計劃等。這當中尤以Inspector計劃最為著(zhù)名。與此同時(shí)，西歐、日本等國家也正在加緊空間站技術(shù)的研究。
　　現狀：空間站已有航天器伴飛
　　雖然目前還沒(méi)有伴飛衛星發(fā)射應用，但是已有航天器作伴飛運動(dòng)的嘗試。美國、俄羅斯等國家的一些航天飛機、飛船在與空間站交會(huì )對接過(guò)程中，要先繞空間站轉一圈，觀(guān)測空間站的飛行狀態(tài)等情況，然后進(jìn)行對接。在執行完任務(wù)撤離空間站時(shí)，再繞空間站飛行一段時(shí)間后離開(kāi)。
　　2000年6月28日，俄羅斯把3顆微小衛星發(fā)射入太空，衛星上的微推進(jìn)系統使衛星完成與其他衛星的空間匯合并在近距離對其進(jìn)行拍照，實(shí)現空間近距離觀(guān)測。
　　隨著(zhù)航天技術(shù)的不斷發(fā)展，衛星和載人航天器之間的編隊飛行、交會(huì )對接和互相攔截等將會(huì )越來(lái)越多，這些都要涉及到伴飛運動(dòng)和伴飛軌道。
　　美國就曾在航天飛機上通過(guò)航天員發(fā)射釋放了僅重5kg的納米衛星。釋放后的納星由自帶電池供電，冷氙氣推進(jìn)，可由航天員在艙內遙控操縱衛星調整姿態(tài)和噴氣變軌，或在航天員監視下自主飛行。釋放后的微小衛星可以對航天員和航天飛機進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)的近距離視頻和照相觀(guān)測。該項目主要用于驗證微小伴星對主航天器的表面檢測、自主對接和在軌回收等技術(shù)，回收充電后的微小伴星可以多次使用。
　　與大衛星相比，小衛星的成本往往只有大衛星的幾十分之一。大、小衛星一般由多星運載火箭一并帶入太空；小衛星搭著(zhù)大衛星的“順風(fēng)車(chē)”，在合適的時(shí)候被由航天員通過(guò)機械操作或者通過(guò)地面系統操作后放飛。
　　而這個(gè)飛出去的初速度很重要，速度太快了，就會(huì )離繞飛目標太遠，失去了繞飛的目標。而如果離得太近，可能會(huì )出現兩個(gè)航天器相撞的情況。當然，要真正接近很難。2006年，美國一個(gè)小飛行器從幾百公里接近繞飛目標后，在幾公里的地方燃料耗盡，最終未能相撞。而在載人環(huán)境下，為了保證航天員安全，需要保證一定的安全距離。上世紀90年代末，在空間站航天器所作的伴飛運動(dòng)里，兩個(gè)目標的距離已經(jīng)實(shí)現了只有幾百米，從而實(shí)現了對航天員或者航天器的近距離觀(guān)測。
　　曾有人描繪這樣一幅圖像：如果有數個(gè)“小個(gè)頭”，不管它們執行的是同一任務(wù)還是不同任務(wù)，將它們有機地組裝在一顆母星上，由運載火箭一次發(fā)射升空。這些“小個(gè)頭”能在空中像魔方般靈活組合：?jiǎn)物w、組網(wǎng)、編隊、伴飛、故障診斷、運輸服務(wù)，或者，索性像一大顆綜合衛星般工作。
　　比如要實(shí)現通信，或者將來(lái)相互之間的聯(lián)合，要進(jìn)行組網(wǎng)或者編隊，都需要兩個(gè)以上的航天器，而如果距離比較遠，就需要小衛星進(jìn)行配合試驗。未來(lái)，兩個(gè)航天器之間的交互對接一般是這種情況，即一個(gè)航天器在軌道，另一個(gè)在同軌道比較遠的地方，或者需要從地面發(fā)射上去。而要實(shí)現這種近距離的對接，伴飛衛星將是一種重要的試驗手段。
　　分析人士認為，由兩顆以上的航天器采用協(xié)同工作或相互作用的方式，開(kāi)展伴飛飛行，對空間目標進(jìn)行近距離觀(guān)測、監視、空間通信、新技術(shù)試驗和深空探測等已成為國際航天技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)和趨勢之一。我國在“神七”飛行任務(wù)中進(jìn)行的小伴星伴飛試驗，將是對我國大型航天器、規劃建立的空間站進(jìn)行近距離觀(guān)測的有效準備。