衛星用15年后必須報廢？有人想灌注燃料延長壽命

　　10月18日消息，據國外媒體報道，一般而言，在軌衛星的設計運行壽命約為15年。當燃料耗盡后，它們就變成了太空垃圾。現在，很多企業把目光轉向了為衛星提供燃料補給這一領域。通過開發新型航天器與目標衛星對接，延長衛星使用壽命，降低運行成本。據稱，這種新型設備最早將在2019年發射升空。

　　現在的太空中到處都是垃圾。當環繞地球靜止軌道飛行的通信衛星燃料耗盡后，它們往往會偏離軌道并永遠消失。但這種情況可能在明年有所改變。

　　Effective Space Solutions公司創始人兼首席執行官阿里·哈爾斯班德(Arie Halsband)說:“通信衛星的制造成本非常昂貴，平均約為3億美元。但它們的平均設計壽命是15年。在燃料被耗盡后，它們實際上也就無法保持原有的軌道位置，開始在太空中四處漂移，從而失去與地球的聯系。”

　　這家以色列人創立的公司目前總部設在英國，目前正在參與一場新的太空競賽:一場尋求為遍布地球軌道的衛星添加燃料的競賽，從而延長衛星壽命，使外太空成為一個更便宜、更節約的地方。

　　為已經在軌道上運行的衛星添加燃料的想法聽起來似乎是異想天開，但它正迅速成為太空商業化的一個新領域。許多公司正在開發為衛星添加燃料的技術，美國國家航空航天局和美國軍事研究機構國防部高級研究計劃局DARPA也在資助一些項目。有消息稱相應設備最早將在2019年發射升空。

　　但為什么致力于實現這個想法呢?這種技術的支持者認為，為衛星添加燃料比向太空發射新衛星更便宜，而且隨著時間的推移，需要發射的火箭越來越少，因此對太空環境更有利。所有為衛星添加燃料的技術都有所差異，但方法大致相同。火箭搭載燃料補給系統進入軌道，然后與目標衛星相遇并自行對接。燃料補給系統開啟，并使衛星保持在正確的軌道上，延長其使用壽命。

　　Effective Space Solutions公司將其燃料補給系統稱為太空無人機，哈爾斯班德將其比作用在衛星上的噴氣背包。今年1月份，該公司宣布已與一家目前尚未具名的衛星制造商簽署了一份價值1億美元的合同，生產兩套太空無人機燃料補給系統，將于2020年發射升空。

　　這種所謂的太空無人機是一個重達400公斤、洗衣機大小的長方體，上面安裝了太陽能電池板和許多機械臂，機械臂可以與在軌飛行器進行連接。連接在一架繞軌道飛行的無人機上。Effective Space Solutions目前正在制造太空無人機，最近開始研制和測試了能抓住軌道衛星的機械臂。

　　Effective Space Solutions航天器業務主管沙迪亞·巴里克(Shadia Barick)說，公司的前兩艘航天器很快金輝進入地球靜止軌道。巴里克說:“一旦太空無人機與運載火箭分離，它就會自動調整到離目前兩公里遠的地方，我們就會啟動機載傳感器。”這些傳感器包括激光雷達、太陽跟蹤系統和照相機。“無人機上的傳感器讓我們能夠識別和定位我們想停靠的航天器，”她補充說。

　　一旦太空無人機與衛星連接起來，它將由地面對機載推進器進行遠程控制，從而引導衛星保持在正確軌道上繼續運行。巴里克補充說:“太空中的衛星在軌道上不斷受到地球、月球和太陽引力的干擾。推進器啟動的主要原因是對抗來自天體的干擾。”

　　Effective Space Solutions表示，它計劃在太空無人機移動到另一顆在軌衛星之前，將目標衛星的壽命延長大約5年。理論上，它可以與同一顆衛星保持長達15年的連接。

　　在軌道上對衛星進行燃料補給，從而延長它們的壽命，這聽起來像是一個補給的噩夢，但對在軌航天器進行維修以及航天器在太空中進行對接并不罕見。自從1990年哈勃太空望遠鏡發射以來，已經有五次成功的修復任務，宇航員在軌道上對這個巨大的望遠鏡進行修理。國際空間站(ISS)也定期進行航天器對接。宇航員通過俄羅斯聯盟號太空艙從地球前往國際空間站。同樣的過程也發生在將食物和其他補給送入國際空間站的補給任務上。

　　但是航天器與衛星對接就沒有那么容易了。衛星在設計過程中并沒有考慮重復使用、燃料補給或對接等應用。“國際空間站的對接是預先設計好的，” 哈爾斯班德說，“這比我們做的簡單多了。” Effective Space Solutions系統中的機械臂將連接到衛星的“發射接口環”上，這是衛星與發射火箭相連的一部分。

　　Effective Space Solutions并不是唯一一家開發衛星燃料補給系統的公司。諾斯羅普·格魯曼公司計劃在2019年上半年成為第一家發射衛星服務航天器的公司。任務擴展車The Mission Extension Vehicle會將自己連接到國際通信衛星組織的一顆衛星上。諾斯羅普·格魯曼公司的子公司SpaceLogistics LLC在其網站上指出:“我們的衛星延長服務幾乎能夠與所有的地球同步衛星兼容，對目標衛星運行的干擾最小。”

　　另外，太空公司SSL也在為衛星開發自己的壽命延長系統。它正在開展名為的的兩個項目，分別由美國國家航空航天局以及國防部高級研究計劃局旗下的RSGS資助。這兩個項目預計都將在2021年前發射升空。

　　SSL空間基礎設施和民用空間副總裁阿爾·塔羅斯(Al Tadros)表示:“本質上說，我們正在制造一種非常靈活的衛星服務航天器，可以在軌道上工作。很多人說，這些衛星從來就不是為實現這種服務而設計的。我們可以這樣想，它們是由人類建造的，是人造工具驅動的。”

　　但塔羅斯的計劃遠不止是為衛星進行燃料補給。他說，目前在軌道上運行的衛星已經運行了十多年，普遍已經過時。 “如果我們能夠改進衛星，并安裝有效載荷，對我們的客戶和整個衛星行業來說都是一個巨大的好處。” 他表示，“未來，我們將在太空制造衛星。當你在維修的時候，你實際上可以在太空制造處一個工具，可以用它來幫助服務衛星。”