宇航员徒手抓卫星是什么骚操作？为了“变废为宝”人类也是拼了
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是机器 ， 就总有会出现故障的一天 。
就像飞机、汽车和轮船等会出现各种毛病以外 ， 人造卫星的故障也没少发生 。
据统计 ， 自1957年截至2018年 ， 就共有8378个人造物被发送到太空 。
而人造卫星则是人类发射数量最多的航天器 ， 占90%以上 。
现代社会已离不开卫星系统 ， 天气预报、定位导航、广播电视直播等的背后都由卫星技术支持 。
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自1957年首次发射以来 ， 每年射入太空的人造物数量
然而 ， 航天工程又是一项高风险的事业 ， 类型各异的故障是一个都没落下 。
卫星造价不菲 ， 在上天之前航天专家会制定许多应急方案 ， 以应对各种意外的发生 。
例如 ， 通过一些地面的遥控指令等进行补救 。
但都说了是意外 ， 卫星升空后肯定会有一些难以补救的状况发生 。
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自1957年开始 ， 太空垃圾数量也开始飞速增长
由于技术原因 ， 一些卫星还没能进入轨道就成了太空流浪汉 ， 可谓出师未捷身先死 。
有的卫星轨道是对了 ， 但却因为零件的损坏也无法正常服役 。
而在地面上的人类 ， 只能看着它们燃料耗尽 ， 并逐渐坠入稠密的地球大气层 。
如果幸运点燃料未耗尽 ， 人类还能控制其轨道的抬升到达离地球4万公里的“墓地轨道” 。
这样 ， 这些被遗弃的卫星就可以避免与在役卫星相撞 ， 也算是“善终” 。
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《地心引力》剧照
但事实上 ， 有些卫星还是能抢救一下的 。
那些还能用但又没派上用场的卫星 ， 就静静地游荡在地球边缘 ， 等待人类救援 。
一般来说 ， 远在天边的卫星出现故障 ， 是不会进行更换或维修的 。
即便每颗人造卫星造价都是以亿起算的 ， 但抢修的成本可能会更高 。
不过 ， 对一些价值连城、或具有特殊意义的卫星就值得去拼一下了 。
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国际通信卫星6号
例如 ， 上世纪八十年代的“国际通信卫星6号” ， 就是无数“太空流浪汉”中的幸运儿 。
权衡利弊 ， 救它可比放弃它要划算得多 。
而说出来让人难以置信 ， 为了拯救这颗卫星当时还上演了航天史上宇航员首次徒手抓卫星（也是唯一一次）的惊险桥段 。
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国际通信卫星公司推出的第一个卫星“早鸟号”
为了满足各国通信需求 ， 上世纪70年代起通信卫星的数量就不断激增 。
而国际通信卫星6号（intelsat6） ， 则是由国际通信卫星公司发射的系列卫星 ， 共有5颗卫星 。
然而 ， intelsat6系列卫星的发射并非一帆风顺 。
其中第二颗送上天的卫星intelsat6-F3 ， 就是最倒霉 。
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大力神3运载火箭
当时 ， 负责intelsat6-F3上天的是大力神3火箭 。
但在发射升空后 ， 由于箭上计算机软件和接线设计失误 ， 火箭的第二级没能与上面级和卫星的组合体分离 。
万幸的是 ， intelsat6-F3本身并没有任何损坏 。
在卫星中心的指令下 ， intelsat6-F3从近地轨道顺利进入了轨道高度为480多公里的停泊轨道 。
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但即便如此 ， 国际通信卫星公司还是面临着几亿美元的损失 。
因为按照原定计划 ， intelsat6系列每颗卫星的通信容量为24000个双向话路和3个电视通道 。
采用数字线路倍增设备 ， 双向话路还能达120000个 。
这通信容量 ， 在当时是最大的 ， 每天都能为国际通信公司赚回24万美元 。
役期13年 ， 能带来的利润是巨大的 。
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intelsat6-F3卫星
但现下无法正常服役的intelsat6-F3 ， 却只能在太空中漂泊流浪 ， 完全就是一块废铁 。
而全球的通信迫切需求 ， 就摆在眼前 。
另外 ， 重新发射一颗新的通信卫星 ， 费用就高达2.7亿美元 ， 另外还需两年时间 。
于是 ， 国际通信卫星公司便找到了NASA商讨如何抢救一下这颗卫星 ， 以实现“变废为宝” 。
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航天飞机 ， 从左到右：哥伦比亚号、挑战者号、探索号、亚特兰蒂斯号和奋进号
在美国航天飞机还未退役前 ， 回收和维修卫星这项任务就能靠航天飞机来执行 。
例如 ， 航天飞机可以把故障的卫星抓回 ， 在航天飞机敞开的货舱内就地修理 ， 然后再送出去继续工作 ， 又或者由航天员出舱修理卫星；
若故障不能就地解决 ， 航天飞机还能将卫星带回地面大修 ， 最后再发射上天 。
【宇航员徒手抓卫星是什么骚操作？为了“变废为宝”人类也是拼了】对intelsat6-F3而言 ， 回收费用大约只需1.47亿美元 ， 这确实比重新造一个卫星要便宜得多 。
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“奋进号”航天飞机
当时 ， “奋进号”航天飞机便接下了拯救intelsat6-F3卫星的任务 。
1986年1月 ， “挑战者号”航天飞机凌空爆炸 ， 7位宇航员当场殒命天际 。
“奋进号” ， 便是替代挑战者号的新一架航天飞机 。
1992年5月7日 ， 拯救intelsat6-F3卫星的任务 ， 正是奋进号的处女太空飞行 。
而在这之前 ， 宇航员们也进行了为期两年之久的模拟训练 。
但谁能没料到 ， 这首次出任务“奋进号”就需历经磨难 ， 拯救实况和想象中有些不同 。
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“奋进号”航天飞机与七名宇航员
5月10日 ， 奋进号与intelsat6-F3卫星在近地轨道会合 ， 并一起以2.8万千米每小时的速度飞行 。
按照计划 ， 奋进号需要用特别设计的机械臂将卫星抓回航天飞机内 。
之后 ， 再把固体火箭推进器装好就能把卫星送上预定的地球同步轨道了 。
但在这之前 ， 还需要宇航员出舱将（长为4.5米重72千克的）捕捉杆插入卫星底部的结构环 。
只有这样 ， 才能让卫星被捕获并固定在机械臂上 。
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作业宇航员皮埃尔·索特在机械臂末端尝试用捕捉杆固定卫星
然而到了5月11日 ， 奋进号始终没能将捕抓杆固定到卫星的地步 。
即便intelsat6-F3已在地面控制指令下减速 ， 但其每秒自转一周的速度依然让人吃不消 。
再加上4吨的体重、3.6米的直径 ， intelsat6-F3卫星就像一个在太空中高速旋转的巨大陀螺 。
在舱外作业的宇航员皮埃尔·索特（PierreThuot） ， 数次感到自己的控制的捕抓杆已触碰到卫星了 ， 但仍然无法完成固定动作 。
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皮埃尔·索特（PierreThuot）
虽然在地面上已经过无数次的模拟训练 ， 但太空的实际情况却比想象中的复杂 。
在真空状态下 ， 变得更硬的宇航服使索特行动更加笨拙 。
前后经过三次失败的对接 ， 索尔已经筋疲力竭 ， 只能无功而返 。
要知道 ， 奋进号上储备的燃料是有限的 。
当时燃料已经所剩无几 ， 如果继续以老方法很可能还是功亏一篑 。
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无奈之下 ， 专家团队才动了这么大胆的念头——同时派3名宇航员出航 ， 直接用手去捕获卫星 。
其实想要以人工的方式捕获这只太空中的“巨大陀螺” ， 是极其冒险的 。
首先 ， 宇航服很有可能会被高速旋转的卫星划破 。
而宇航服被划破的口子一旦超过0.6厘米 ， 宇航员将性命不保 。
若是航天飞机因操作失误而发生碰撞和损坏 ， 也都将是灾难性的 。
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奋进号首次发射
此外 ， 还需要注意的是 ， 这还是奋进号的处女航 。
如果任务失败也将成为NASA的又一黑历史 ， 压力之大可想而知 。
但相对机械捕获 ， 人工捕获也是最后的办法了 。
“让我们去吧” ， 几位宇航员决定进行最后一搏 。
经过三个多小时候的准备工作 ， 三位宇航员才先后走出航天飞机 ， 并用固定装置稳稳地站立在了舱外 。
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舱外的三位宇航员
而这三位宇航员 ， 整整用了一个多小时 ， 才使高速旋转的卫星停了下来 。
在这之后 ， 机舱内的宇航员便立刻操控机械臂将卫星移回舱内 。
当晚 ， 他们就给卫星装上了11.5吨重的固体燃料推进器 。
5月14日 ， 重新获得动力的intelsat6-F3成功进入地球同步轨道 。
就这样 ， intelsat6-F3开始了正式的服役生涯 。
尽管比计划中少服役了两年 ， 但它早已赚回当年抢救的费用 ， 并创造了超出其本身的价值 。
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奋进号航天飞机
其实说来 ， 航天飞机在太空维修上的功绩还真不少 。
比徒手抓卫星更有名的 ， 其实是1993年“奋进号”对哈勃空间望远镜执行的首次维修任务 。
而自1993年维修之后 ， 航天飞机又分别在1997年、1999年、2002、2009年执行了4次哈勃望远镜的维修 。
前后5次维修 ， 航天飞机已为哈勃望远镜五次成功续命 。
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1993年 ， 对哈勃进行的第一次维修
但可惜的是 ， 综合成本、效益和安全性等各方面原因 ， 2011年美国所有航天飞机都已经退役停飞了 。
而哈勃望远镜 ， 也将随着航天飞机的离去结束几十年的任务 。
哈勃再次出现什么大故障 ， 就没人能够上天为其排忧解难了 。
目前人类也随着航天飞机的退役 ， 暂时失去了轨道维修的能力 。
若想让自家昂贵的航天器不变成一块太空垃圾 ， 就只能在地面上检查得更加仔细了 。
*参考资料
Andy.HowmanysatellitesorbitingtheEarthin2019?.pixalytics.com
费雅佳.国际通信卫星6卫星已全部入轨.中国航天[J].1992
刘登锐.奋进号在太空拯救卫星.国外航天[J].2002
ROBERTW.STEWART.3AstronautsGrabMaroonedSatelliteinaDramaticRescue:Space:Themanualcaptureisbiggeststepinanhours-longproceduretoretrievethecraft.Thecrewistobringitintotheshuttle'scargobaytoattachaboosterrocket.1992.05.14
甄生斌,刘涛.航天飞机漫谈.中学物理教学[J].2001
志豪.对航天飞机退役的反思.国际太空[J].2011
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