持续近两年的日本极低轨试验卫星(SLATS,SuperLowAltitudeTestSatellite)最近结束了。 低轨卫星普遍飞在距离地球4001500千米的高度,这里的大气密度虽然已经低到海平面的几十亿乃至万亿分之一,但依然会对卫星造成微弱阻力,长此以往会逐渐把卫星拖回大气。 一般认为到300千米就是自杀轨道。 日本的这颗卫星试验了等离子电推进技术的应用,这种等离子发动机通过超强磁场加速被带上电的氙气原子工作,工质离开发动机的速度可轻易达到数万米秒水平,远超化学燃料火箭的几千米秒级别。通过极其精细控制,可以让推力完全抵消微弱的空气阻力,轨道根本不会下降。 首次试验这个技术的是欧空局的GOCE重力场探测卫星。这颗卫星简直是无数黑科技(民用版)的大集成,由于跟我科研很相关,之前介绍过很多次了。现在日本成了第二个,而日本这颗卫星飞得更低,最后一次测试的高度竟然在180千米水平! 我对比了一下天宫一号和SLATS的轨道高度变化对比图,可以看出SLATS在2017年底发射到500多千米高度后,进行了各种非常复杂的机动,主动降低轨道。期间也多次维持轨道高度不变,这说明等离子电推发动机的表现还是非常优秀的。 尤其是在180千米阶段,天宫一号达到这个高度时几乎一天就进入大气焚毁了,而SLATS至少进行了数月的轨道保持。 SLATS也携带了相机,检验下轨道高度变化对图像分辨率的影响。未来这么低的轨道,带上日本IGSOptical军用光学侦察卫星的载荷,搞不好能到什么效果来。 中国这个邻居的航天技术,一直很不简单。