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作为前太空时代的SOLⅢ土著 , 人类目前基本只能用航天火箭将卫星送上天 。
而火箭上的空间非常有限 , 所以人类目前送上天的卫星体积都不算大 , 单颗卫星的体积能到小轿车大小已经算巨型卫星 。 但是这世界上却有直径上百米的卫星 , 这种卫星的体积显然超过了火箭的运载能力 , 它就是美国的Vortex系列卫星 。
美国Vortex系列卫星Vortex直译过来就是旋涡的意思 , 所以国内基本将该系列称之为旋涡卫星或涡流卫星 。 该卫星系列以前被称为Chalet(木屋) , 是一种间谍卫星 。 从上世纪80年代开始 , 美国就一直在将该系列的卫星送上天 , 直到现在 。
Vortex系列卫星最大的特色 , 是其巨大的伞状反射盘 。 经历过“卫星锅电视时代”的人 , 想必都见识过以前那种配套电视的伞状反射盘 。 一个巨大的类似于锅一样的东西负责收集信号 , 然后让电视播出节目 。
美国的Vortex卫星就是利用了这种原理 , 它的伞状反射盘负责收集地球上的无线电通讯 , 然后对全球实施监听 。 之后这些讯息会送到美国国家安全局 , 用于相关内容分析 , 以实现美国对全球的监控 。
对于这类需要伞状反射盘来收集电磁波的设备来说 , 伞状反射盘的面积越大 , 它能收集到的电磁波就越多越完整 , 解析出来的信息也就越多越清晰 。 所以卫星锅越大电视的画面就越清楚 , 而Vortex卫星的伞状反射盘越大 , 它的性能指标也就越强 。
在上世纪80年代美国刚开始发射Vortex系列卫星的时候 , 该系列卫星的伞状反射盘直径只有38米 。 但这些年随着美国卫星技术的进步 , 以及地球上通讯讯息越来越多 , 越来越杂乱 , 美国Vortex卫星的伞状反射盘也就越做越大 。 现在该系列卫星已经推出了超级漩涡卫星 , 该卫星伞状反射盘的直径也是史无前例的巨大 , 达到了上百米 。
卫星的折叠和展开而这么巨大的卫星显然不可能直接塞进火箭里然后送上天 , 所以在上天之前 , 该卫星的伞状反射盘需要折叠起来 , 到太空后才再次展开 。 这就涉及到一个问题了 , 那就是它该如何折叠 , 以及如何展开 。
像Vortex这类卫星通常采用的都是桁架结构 , 这类结构因为受力方向的问题 , 正常情况下是会展开的 , 各支架彼此施加反作用力 , 从而支撑起一个“圆盘” 。 当这个圆盘的几个关键节点被拉住时 , 它又会往里收缩 。 最终一个直径几十米的圆盘 , 收缩后可能就是一个直径1~2米 , 长度不到5米的圆柱体物体 。
所以Vortex卫星在发射前可以收缩起来 , 这种直径和长度都只有数米的圆柱体很容易塞进火箭 。 即使是伞状反射盘直径上百米的“超级漩涡” , 在收缩起来后体积也不会太大 , 以现代的火箭技术也能送上天 。
这个结构虽然理论很简单 , 但实际做起来非常难 。 因为它太精巧了 , 越精巧的东西越容易出故障 , 在太空这种无法对其进行维护的环境中 , 这类卫星任何一点小故障都可能意味着无法使用 。
直径几十米的“巨型卫星”在展开的时候 , 更容易因为其结构方面的故障导致展开失败 。 造这类卫星需要极其精密的设计 , 以及极为稳定且可靠的材料 。 再加上航天本身就是一个高门槛的领域 , 所以截止至2022年10月之前 , 地球上发射过这种“可折叠”人造卫星的国家只有两个 , 一个是美国一个是苏俄 。
卫星反射盘此外像Vortex这类卫星的收缩和展开只是其中一个技术难点 , 毕竟一堆棍子可没法收集电磁波 。 Vortex卫星的第二个技术难点 , 是如何形成一个反射盘 。 简单来说就是这堆支架上需要有东西挡住并反射电磁波 , 一般有网状反射盘和膜面反射盘两大类 。
膜面反射盘就是一整张薄膜 , 当卫星的桁架结构展开后 , 桁架结构撑开一张薄膜然后收集信号 。 而网状反射盘简单来说就是在桁架结构形成的一个个三角形或其它形状多边形上装薄膜 , 由多个薄膜形成网状反射盘 。 举例来说 , 前者像是一整个碗 , 后者像一个蜂巢 。
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