何為伴飛衛(wèi)星：神舟七號(hào)飛船的貼身護(hù)衛(wèi)2

　　背景：尚沒(méi)真正應(yīng)用空間站伴飛衛(wèi)星
　　正是基于伴飛衛(wèi)星這么多的優(yōu)點(diǎn)，從世界范圍來(lái)看，各國(guó)都在伴飛衛(wèi)星的探索上不遺余力。
　　特別是30年來(lái)空間站技術(shù)發(fā)展迅速，前蘇聯(lián)、美國(guó)禮炮系列空間站、天空實(shí)驗(yàn)室空間站、和平號(hào)空間站的相繼發(fā)射。發(fā)射的一個(gè)直觀結(jié)果是空間站系統(tǒng)越來(lái)越龐大，越來(lái)越復(fù)雜，圍繞空間站的航天活動(dòng)也越來(lái)越頻繁，應(yīng)用面也越來(lái)越廣闊。
　　在這種背景下，針對(duì)空間站發(fā)展的這些特點(diǎn)，從保障空間站的安全、保證各種航天活動(dòng)順利進(jìn)行的角度考慮，發(fā)射空間站伴飛衛(wèi)星顯得迫在眉睫。
　　雖然迄今為止還沒(méi)有一顆空間站伴飛衛(wèi)星真正應(yīng)用，但世界各國(guó)已經(jīng)在積極探索和試驗(yàn)。比較典型的、具有空間站伴飛衛(wèi)星功能的研究和發(fā)展計(jì)劃有：以德國(guó)為首的Inspector計(jì)劃、美國(guó)的XSS飛行器、Livermore微小衛(wèi)星、AERCam微小衛(wèi)星、法國(guó)CNES天文觀測(cè)任務(wù)、德國(guó)的TerraSAR-X雷達(dá)衛(wèi)星計(jì)劃、SSFTS遙控機(jī)器人裝置及徘徊者遙控機(jī)器人飛行試驗(yàn)計(jì)劃等。這當(dāng)中尤以Inspector計(jì)劃最為著名。與此同時(shí)，西歐、日本等國(guó)家也正在加緊空間站技術(shù)的研究。
　　現(xiàn)狀：空間站已有航天器伴飛
　　雖然目前還沒(méi)有伴飛衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)用，但是已有航天器作伴飛運(yùn)動(dòng)的嘗試。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家的一些航天飛機(jī)、飛船在與空間站交會(huì)對(duì)接過(guò)程中，要先繞空間站轉(zhuǎn)一圈，觀測(cè)空間站的飛行狀態(tài)等情況，然后進(jìn)行對(duì)接。在執(zhí)行完任務(wù)撤離空間站時(shí)，再繞空間站飛行一段時(shí)間后離開(kāi)。
　　2000年6月28日，俄羅斯把3顆微小衛(wèi)星發(fā)射入太空，衛(wèi)星上的微推進(jìn)系統(tǒng)使衛(wèi)星完成與其他衛(wèi)星的空間匯合并在近距離對(duì)其進(jìn)行拍照，實(shí)現(xiàn)空間近距離觀測(cè)。
　　隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星和載人航天器之間的編隊(duì)飛行、交會(huì)對(duì)接和互相攔截等將會(huì)越來(lái)越多，這些都要涉及到伴飛運(yùn)動(dòng)和伴飛軌道。
　　美國(guó)就曾在航天飛機(jī)上通過(guò)航天員發(fā)射釋放了僅重5kg的納米衛(wèi)星。釋放后的納星由自帶電池供電，冷氙氣推進(jìn)，可由航天員在艙內(nèi)遙控操縱衛(wèi)星調(diào)整姿態(tài)和噴氣變軌，或在航天員監(jiān)視下自主飛行。釋放后的微小衛(wèi)星可以對(duì)航天員和航天飛機(jī)進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)的近距離視頻和照相觀測(cè)。該項(xiàng)目主要用于驗(yàn)證微小伴星對(duì)主航天器的表面檢測(cè)、自主對(duì)接和在軌回收等技術(shù)，回收充電后的微小伴星可以多次使用。
　　與大衛(wèi)星相比，小衛(wèi)星的成本往往只有大衛(wèi)星的幾十分之一。大、小衛(wèi)星一般由多星運(yùn)載火箭一并帶入太空；小衛(wèi)星搭著大衛(wèi)星的“順風(fēng)車”，在合適的時(shí)候被由航天員通過(guò)機(jī)械操作或者通過(guò)地面系統(tǒng)操作后放飛。
　　而這個(gè)飛出去的初速度很重要，速度太快了，就會(huì)離繞飛目標(biāo)太遠(yuǎn)，失去了繞飛的目標(biāo)。而如果離得太近，可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)航天器相撞的情況。當(dāng)然，要真正接近很難。2006年，美國(guó)一個(gè)小飛行器從幾百公里接近繞飛目標(biāo)后，在幾公里的地方燃料耗盡，最終未能相撞。而在載人環(huán)境下，為了保證航天員安全，需要保證一定的安全距離。上世紀(jì)90年代末，在空間站航天器所作的伴飛運(yùn)動(dòng)里，兩個(gè)目標(biāo)的距離已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了只有幾百米，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)航天員或者航天器的近距離觀測(cè)。
　　曾有人描繪這樣一幅圖像：如果有數(shù)個(gè)“小個(gè)頭”，不管它們執(zhí)行的是同一任務(wù)還是不同任務(wù)，將它們有機(jī)地組裝在一顆母星上，由運(yùn)載火箭一次發(fā)射升空。這些“小個(gè)頭”能在空中像魔方般靈活組合：?jiǎn)物w、組網(wǎng)、編隊(duì)、伴飛、故障診斷、運(yùn)輸服務(wù)，或者，索性像一大顆綜合衛(wèi)星般工作。
　　比如要實(shí)現(xiàn)通信，或者將來(lái)相互之間的聯(lián)合，要進(jìn)行組網(wǎng)或者編隊(duì)，都需要兩個(gè)以上的航天器，而如果距離比較遠(yuǎn)，就需要小衛(wèi)星進(jìn)行配合試驗(yàn)。未來(lái)，兩個(gè)航天器之間的交互對(duì)接一般是這種情況，即一個(gè)航天器在軌道，另一個(gè)在同軌道比較遠(yuǎn)的地方，或者需要從地面發(fā)射上去。而要實(shí)現(xiàn)這種近距離的對(duì)接，伴飛衛(wèi)星將是一種重要的試驗(yàn)手段。
　　分析人士認(rèn)為，由兩顆以上的航天器采用協(xié)同工作或相互作用的方式，開(kāi)展伴飛飛行，對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行近距離觀測(cè)、監(jiān)視、空間通信、新技術(shù)試驗(yàn)和深空探測(cè)等已成為國(guó)際航天技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)和趨勢(shì)之一。我國(guó)在“神七”飛行任務(wù)中進(jìn)行的小伴星伴飛試驗(yàn)，將是對(duì)我國(guó)大型航天器、規(guī)劃建立的空間站進(jìn)行近距離觀測(cè)的有效準(zhǔn)備。