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7月21日,太空探索公司的猎鹰9号Block5型火箭将诺斯罗普·格鲁曼旗下“太空物流”公司的一颗“任务机器人飞行器”(MRV)与三个“任务扩展舱”(MEP)送入地球同步转移轨道。信息显示,诺格的这款MRV飞行器上安装了两条机械臂,主要设计目的是为在轨卫星提供机器人检测、设备升级、移动、维修、碎屑清理、补加燃料以及“与非标准客户航天器接口进行对接”等检修和延寿服务,在其使用寿命期间可以将30个“任务扩展舱”捕捉并安装到客户卫星上。根据报道,此次MRV将与澳大利亚Optus和卢森堡SES两家商业电信服务公司的卫星进行对接,为其安装MEP扩展舱。而该消息也让空间在轨服务技术再次成为焦点。
美国“猎鹰9号”火箭发射升空
老旧航天器的“延寿服务”
顾名思义,“在轨服务”就是在地球轨道上开展各种维护业务,该技术旨在通过加注燃料,修理或更换受损零件等,来延长航天器寿命,提升执行任务能力。
众所周知,航天器在轨运行的过程中,各种故障及意外情况无法完全避免,同时随着技术的进步,航天器上的仪器设备可能变得陈旧落后,无法达到理想性能;航天器寿命也会受到其可携带推进剂总量的限制。据统计从第一颗人类人造卫星上天至今,全球发射的卫星数量在 5000 颗以上,其中多数已经不再正常运转。人们对待已经报废的卫星,常用方法是控制卫星用掉最后的燃料,在减速后进入大气层,在大气中燃尽。而对于一些轨道高度上万公里的卫星来说,其自身的燃料并不足以让其减速到再入大气层,所以这些卫星在结束任务后,会利用自身动力去到更高的墓地轨道,在此孤独终老。但是,人造卫星往往造价高昂,高轨的通信卫星更是如此,单是卫星本身的成本就常常达到数亿美元。因此如果能够用比较经济的方法延长卫星的使用寿命,使其被充分利用,其价值是颇为可观的,而这就让在轨服务技术有了用武之地。
近年来,随着无人在轨服务飞行器所需要的在轨接近、捕获、操纵、调整、修理、燃料补给、集成以及建造等技术逐渐发展成熟, 再加上人类太空活动的日益增多,因此在轨服务的前景可谓一片光明。
军民两用的“多面手”
美国诺斯洛普•格鲁曼公司在在轨服务领域是比较知名的。该公司的“任务延寿飞行器”MEV-1 、MEV-2卫星在之前已经成功的为其他卫星提供了延寿服务。而对于此次发射的MRV,诺格首席执行官凯西·沃登在会议开场白中表示,这是公司开发的首个通过两套机械臂在同步轨道上对卫星进行维修、重定位和服务的商用机器人航天器,它还可以为政府或者商业客户的卫星安装额外的喷气组件,使其在轨寿命最多可以延长8年以上。
正在组装的“任务机器人飞行器”
值得注意的是,在轨维护技术的军事应用潜力也是不容忽视的。简而言之,一方面在太空冲突中,在轨维护技术可以被用来恢复己方受损的航天器,因此可以起到削弱敌方打击效果、抑制敌方打击欲望的作用。另一方面在轨维护也同样具备破坏敌方航天器的能力。比如说,诺格公司卫星服务的对象,在一开始并未考虑到要“被服务”,所以其卫星之前是通过自身专门对接机构与目标卫星的发动机喷管和星箭对接环结构进行捕获对接,而此次则采用了机械臂捕获对接。不难看出,这种在轨维护的方法实质上也是在“挟持”卫星,因此可以作为共轨反卫技术的一种。过去,共轨反卫技术主要依赖使用反卫星卫星,通过自爆、撞击、发射武器等方式摧毁敌方卫星。但是这种“太空歼灭者”造成的伤害往往难以挽回,可能导致冲突骤然升级。而在轨维护技术则提供了一种更为灵活的手段。比如在战时,通过“强行对接”方式,在轨维护卫星可以把对方的军事通信卫星或者导航卫星、侦察卫星推离有利轨道,使其无法完成任务;或者依附在其他卫星身上,用机械手拆除一些重要零件使对方暂时失效,事后再看情况装回去。(兰顺正)
