国际空间站释放卫星的编目问题与部署情况分析
文 | 林翊钧、徐帆江、刘帅军、谭晶、秦明宇(中国科学院软件研究所)
PART 01
前 言
全球绝大多数卫星都是由运载火箭直接送入预定轨道,此外还有一种更灵活的部署方式——从在轨运行的空间站中直接释放卫星。其优势在于可以灵活选择卫星入轨时机,甚至可由航天员徒手释放,具备更高的可靠性和成功率。我国也成功实践过该方式,依托天宫空间站完成了卫星的释放任务。为分析空间站部署卫星的特点,本文聚焦于该领域的先行者——国际空间站(ISS),作为人类历史上首个大规模、多功能在轨空间平台,ISS已累计部署了数百颗卫星,积累了丰富的在轨发射数据。依托本团队自研的天智巨星座研究平台,通过分析SpaceTrack及Satcat等网站发布的开源数据,形成结论如下:
1)
ISS释放卫星的官方发射日期存在偏差
受编目规则影响,所有由ISS释放的航天器在官方记录中均被标注为1998年11月20日发射,而非其实际部署日期,导致公开数据库中难以追溯真实发射时间。
2)
通过ISS释放卫星的数量已显著减少
截至2025年11月1日,ISS累计释放了356个航天器,而2025年仅在10月份部署了4颗卫星,其余已全部陨落。
3)
ISS释放的卫星普遍缺乏轨道机动能力,寿命有限
ISS所释放航天器的初始轨道高度多位于400-425公里,因不具备机动能力,轨道高度呈缓慢衰减趋势、在轨寿命有限。
PART 02
ISS释放卫星的官方发射日期集体“出错”
根据1976年生效的联合国《关于登记射入外层空间物体的公约》,空间物体的国际标识符(COSPAR ID)与其发射日期相关联。ISS本体被编目为1998-067A,其释放的所有航天器均被视为任务衍生载荷,被赋予了“1998-067CK、1998-067CM...”等延续编号。然而,该编目规则也导致这些卫星的发射日期在官方记录中被统一标注为1998年11月20日,即国际空间站首个组件“曙光号”模块的发射日期,而非实际部署至太空的日期。受此影响,包括Planet公司110颗“鸽群”(Dove)在内的多批卫星,其真实发射日期在公开数据库中无法直接体现,给数据统计带来了困难。在先前《鸽群星座已陨落80%,且超18%未公开轨道数据》一文中,我们也因此误判这些卫星存在“未注册或虚假编号”的情况。
图 1 SpaceTrack中ISS释放卫星的发射日期均为1998年11月20日
PART 03
从ISS释放卫星的方式已很少使用
截至2025年11月1日,从国际空间站舱体直接释放的航天器共计356个,从所属国家来看,美国占据了主导地位(211个,占59.3%),其次是日本(34个,占9.6%)和独联体(21个,占5.9%)。
图 2 从ISS释放的356个航天器的所属国家分布
在2014年至2017年为高峰期,通过ISS共部署了205个航天器,占同期全球发射航天器总数(1127个)的18.2%。但近年来数量已显著减少,如Planet公司等更多选择了通过“商业火箭拼车”来部署卫星。2025年1月1日至11月1日期间,除2402颗星链卫星外,全球另发射了859个航天器,其中有458个(占比53.32%)均是依托SpaceX的猎鹰9火箭入轨的,仅4个(占比0.47%)是通过ISS部署。
图 3 从ISS释放的356个航天器的发射年月分布
PART 04
ISS释放的卫星普遍缺乏轨道机动能力,
寿命有限
自2011年8月首次直接释放了俄罗斯的RADIOSCAF-B卫星以来,ISS逐渐升轨并长期运行在400~425公里高度、51.6°倾角的轨道上,其后续释放的所有航天器的初始轨道与此接近,且均不具备轨道机动能力,因此它们的轨道高度会不可逆地缓慢衰减,在轨寿命普遍短暂。
图 4 ISS轨道高度变化(橙色曲线)
与其释放航天器的公开初始轨道高度(彩色圆点)
图 5 ISS释放的356个航天器的轨道高度变化曲线
除2025年10月最新发射的4颗卫星仍在轨外,其余通过ISS部署的航天器均已全部陨落,其中约51%在一年内陨落,约94%在2年半内陨落,在轨天数分布如下图所示。
图 6 从ISS释放的352个已陨落航天器的在轨天数分布
PART 05
总结
国际空间站作为早期在轨释放卫星的重要平台,验证了通过空间站在轨部署卫星的技术可行性。近年来,在全球巨型星座建设加快推进、卫星发射总量显著增长的背景下,国际空间站的卫星部署数量在达到峰值后却显著减少。这一变化可能受到多方面因素影响,包括其本身已超期服役,所部署卫星的轨道高度受限,以及商业发射市场竞争日益激烈等。相关经验可为我国未来空间站的任务规划与类似模式的应用提供参考。