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“银河”-15卫星失控案例
发布日期:2018-01-10浏览次数: 字号:[ ]

“银河”-15(Galaxy-15)卫星是国际通信卫星公司(Intelsat)运营的商业通信卫星,用于为北美客户提供包括视频传输在内的多媒体业务。Galaxy-15卫星于2010年10月13日发射进入地球静止轨道(GEO),设计寿命15年,初始工作位置定点在133°W,星上载有24路C频段转发器和2路L频段转发器。

图1:Galaxy-15卫星在轨示意图

2010年4月5日,Galaxy-15卫星突然停止对地面运营商的指令作出反应,卫星进入无地面控制状态。

此后,卫星一致处于自主工作的状态,太阳翼保持对日指向、通信天线保持对地指向,星载C频段转发器也持续接收和发射信号。卫星本身则沿GEO轨道缓慢向东漂移。

Galaxy-15卫星虽失控但一直处于工作状态,在其飘移过程中对其他GEO卫星不可避免地产生干扰,影响了欧洲卫星公司(SES)、Intelsat公司、墨西哥卫星公司(Satmex)的10余颗卫星。

2010年12月23日,Galaxy-15卫星星上电源耗尽,地面控制中心通过对卫星重置从而恢复对卫星的控制。在上传补丁后,卫星恢复工作。

根据Galaxy-15卫星的制造商轨道科学公司(Orbital Science Corporation)分析,卫星可能是由发生在太空的一个大型地磁暴造成的,卫星接收或执行命令的能力在一定程度上受到损害。

发现卫星失控以后,Galaxy-15卫星的运营商立即采取补救措施,一方面尝试与卫星建立联系,通过不同方式来挽救卫星,另一方面紧急机动其他卫星来确保客户通信连续性。

保持业务连续性:国际通信卫星组织迅速决定将其在轨备份的Galaxy-12卫星转移至Galaxy-15卫星的工作轨位,并接替后者向地面提供服务。

挽救方案1:在Galaxy-15卫星失控后的4周内,地面控制站向卫星发送了15万~20万条指令,试图关闭星上通信有效载荷或进行机动,但是最终失败。

挽救方案2:通过地面站发送大功率信号,试图迫使卫星电源系统因超载而关闭,但也未能成功。

挽救方案3:在某一点上,用于保持卫星姿态的动量轮会饱和,从而使卫星失去对地定向,进而太阳翼无法指向太阳,卫星仅能依靠蓄电池工作,从而逐步使卫星关机。

在Galaxy-15卫星漂移过程中,其他C频段GEO通信卫星也会受到干扰。例如,在“美国通信卫星”-11(AMC-11)受到干扰前,SES公司先将SES-1卫星机动至AMC-11的轨位,当Galaxy-15卫星经过时,将AMC-11卫星承担的相关业务转移至SES-1卫星;待Galaxy-15卫星漂移到干扰区域以外后,再将相关业务切换回AMC-11卫星。在此过程中,地面需使用大功率天线,以便明确区分同轨道位置的3颗卫星。

2010年12月17日起,Galaxy-15卫星失去对地定向,仅靠星上蓄电池供电。12月23日,卫星电力耗尽,基带设备命令系统根据设计复位,Intelsat公司再次成功控制卫星,并发送紧急指令补丁,使卫星再出现类似故障后可以启动备份基带设备而不再失控。随后,Galaxy-15卫星进入安全模式,不再对临近卫星产生干扰。

2011年4月,Intelsat公司将Galaxy-15卫星重新定点至原来133°W工作位置,并恢复服务,卫星当前的轨道参数如下表所示。

Galaxy-15卫星轨道参数(2017.12.21)

半长轴

a/km

偏心率

e

轨道倾角

i/°

升交点赤经

RAAN/°

近地点幅角

w/°

平近点角

M/°

42164

0.000257

0.006

17.744

258.135

224.299




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