衛(wèi)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(jù)國外媒體報道，一般而言，在軌衛(wèi)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(xiàn)在，很多企業(yè)把目光轉(zhuǎn)向了為衛(wèi)星提供燃料補給這一領域。通過開發(fā)新型航天器與目標衛(wèi)星對接，延長衛(wèi)星使用壽命，降低運行成本。據(jù)稱，這種新型設備最早將在2019年發(fā)射升空。

　　現(xiàn)在的太空中到處都是垃圾。當環(huán)繞地球靜止軌道飛行的通信衛(wèi)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(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官阿里·哈爾斯班德(Arie Halsband)說:“通信衛(wèi)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(lián)系。”

　　這家以色列人創(chuàng)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(wèi)星添加燃料的競賽，從而延長衛(wèi)星壽命，使外太空成為一個更便宜、更節(jié)約的地方。

　　為已經(jīng)在軌道上運行的衛(wèi)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(yè)化的一個新領域。許多公司正在開發(fā)為衛(wèi)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(gòu)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(fā)射升空。

　　但為什么致力于實現(xiàn)這個想法呢?這種技術的支持者認為，為衛(wèi)星添加燃料比向太空發(fā)射新衛(wèi)星更便宜，而且隨著時間的推移，需要發(fā)射的火箭越來越少，因此對太空環(huán)境更有利。所有為衛(wèi)星添加燃料的技術都有所差異，但方法大致相同�；鸺�搭載燃料補給系統(tǒng)進入軌道，然后與目標衛(wèi)星相遇并自行對接。燃料補給系統(tǒng)開啟，并使衛(wèi)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(tǒng)稱為太空無人機，哈爾斯班德將其比作用在衛(wèi)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(wèi)星制造商簽署了一份價值1億美元的合同，生產(chǎn)兩套太空無人機燃料補給系統(tǒng)，將于2020年發(fā)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(wèi)星的機械臂。

　　Effective Space Solutions航天器業(yè)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(diào)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(tǒng)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(wèi)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(wèi)星保持在正確軌道上繼續(xù)運行。巴里克補充說:“太空中的衛(wèi)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(wèi)星之前，將目標衛(wèi)星的壽命延長大約5年。理論上，它可以與同一顆衛(wèi)星保持長達15年的連接。

　　在軌道上對衛(wèi)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(fā)射以來，已經(jīng)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(lián)盟號太空艙從地球前往國際空間站。同樣的過程也發(fā)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(wèi)星對接就沒有那么容易了。衛(wèi)星在設計過程中并沒有考慮重復使用、燃料補給或?qū)�接等應用�?ldquo;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(tǒng)中的機械臂將連接到衛(wèi)星的“發(fā)射接口環(huán)”上，這是衛(wèi)星與發(fā)射火箭相連的一部分。

　　Effective Space Solutions并不是唯一一家開發(fā)衛(wèi)星燃料補給系統(tǒng)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(fā)射衛(wèi)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(wèi)星組織的一顆衛(wèi)星上。諾斯羅普·格魯曼公司的子公司SpaceLogistics LLC在其網(wǎng)站上指出:“我們的衛(wèi)星延長服務幾乎能夠與所有的地球同步衛(wèi)星兼容，對目標衛(wèi)星運行的干擾最小。”

　　另外，太空公司SSL也在為衛(wèi)星開發(fā)自己的壽命延長系統(tǒng)。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(fā)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(zhì)上說，我們正在制造一種非常靈活的衛(wèi)星服務航天器，可以在軌道上工作。很多人說，這些衛(wèi)星從來就不是為實現(xiàn)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(qū)動的。”

　　但塔羅斯的計劃遠不止是為衛(wèi)星進行燃料補給。他說，目前在軌道上運行的衛(wèi)星已經(jīng)運行了十多年，普遍已經(jīng)過時。 “如果我們能夠改進衛(wèi)星，并安裝有效載荷，對我們的客戶和整個衛(wèi)星行業(yè)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(wèi)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(wèi)星。”