Space 2026年11月3日 SpaceNews 空客发明微型磁铁阻止死卫星乱转,显然太空垃圾还不够多 空客的Detumbler利用永磁体阻止死卫星翻滚,因为显然即使在太空,我们也不能任由东西失控旋转。 0 0 分享 X / Twitter LinkedIn 复制链接 Image: SpaceNews 每年都有数百颗卫星结束轨道使命。大多数会正常离轨,但有些会突然失效。即便是那些表现良好的卫星,一旦退役,也可能因为太阳辐射压等微小扰动的累积而自行翻滚——最终变得无法被主动碎片清除(ADR)任务捕获。轨道上已有超过36,500个被追踪的碎片物体,级联碰撞的风险真实存在。欧空局警告称,如果没有ADR解决方案,部分低地球轨道将变得无法使用。因此,确保所有死卫星都能被妥善消旋,将是使ADR在经济上可行的关键因素。 于是空客研发的Detumbler登场了:一种被动磁阻尼装置,能在翻滚卫星变得不可控之前将其稳定下来。它像感应制动器一样,通过地球磁场耗散动能,在几个月内停止翻滚。运营商首次拥有了可靠、低成本、完全被动的解决方案来防止任务后翻滚——毕竟,没有什么比一个断电后还能工作的装置更能体现“可持续太空”了。 在没有电力、因而没有执行机构的情况下,唯一能限制死航天器翻滚速率的现象,是地球磁场在卫星旋转金属结构中产生的自然涡流。寿命末期将磁力矩器短路可能有助于增强这种自然效应。不幸的是,由此产生的阻力矩与低磁场的平方成正比(感应偶极矩M与B成正比,而由此产生的磁力矩为M×B),使得这种效应极其微弱——弱到无法在任何外部扰动不对称的情况下阻止自发翻滚。例如,2017年,在退役12年后,Topex-Poseidon的旋转速率已达到34度/秒(累积动量40,000牛·米·秒)。对于一颗本应死掉的卫星来说,这动量可真不少。 尽管质量和体积非常有限,Detumbler却能通过使用永磁体,使制动力矩与B而非B²成正比,从而达到高出许多个数量级的效率。是的,物理:关键全在指数上。 欧空局太空安全计划要求对低地球轨道质量大于500公斤(1100磅)的任务具备消旋能力,目标是在不到一年内将消旋性能从3°/秒提升到0.75°/秒。空客的Detumbler是满足欧空局要求、从而实现主动碎片清除的领先解决方案。 Detumbler内部的磁化转子倾向于保持与地球磁场对齐。当卫星翻滚时,Detumbler的导电外壳围绕磁化转子旋转,从而通过涡流产生磁制动。这缓慢但稳定地耗散卫星的动能,以指数方式降低角动量,最终达到残余速率极低的消旋稳态。与所有其他姿态控制执行机构不同,这一过程无需任何电力或计算能力。它基本上就是一个盒子里的磁铁,而且它管用。 该装置重约200克(0.440磅),手掌大小,几乎可以集成到现有平台设计的任何位置(只是不能太靠近磁力计),几乎无需修改,使其成为未来低地球轨道太空任务的轻松选择。 Detumbler已不再处于研发阶段;它已达到TRL 8,并已通过空客太空电子产品的产品组合投入商业销售。主要优势:100%被动(无需电力或姿态控制执行机构;任务结束后仍能工作);兼容多种平台尺寸(从约150公斤(330磅)到约1.5吨(3300磅));较小平台可在数周内消旋,尺寸范围上限可在一年内消旋;即使平均外部扰动高达5微牛·米也能防止翻滚;已在发射振动和轨道条件下测试;具有竞争力的价值主张。这可真是不少优点。