[人造卫星]这命,是续还是不续?( 二 )


软件坏了不难 , 上载补丁或修复程序 。硬件就麻烦了 。毕竟 , 环绕地球飞行的物体中 , 只有哈勃望远镜和国际空间站得到了维修和更新——它们位于近地轨道 , 而且是由人手动维护的 。
上演于高轨道的MEV-1无人维修任务 , 属于相对简单的拖车或外挂“副油箱”模式 。在更多的应用场景中 , 需求比“拖车”复杂得多 。这就要用上诺格公司提到的先进机器人技术了——不是普通机械臂 , 而是人工智能加持的机器人系统 , 为目标飞行器提供加油、维修、装配等在轨服务 。
目前 , 这一领域最复杂的任务设计是美国国家航空航天局(NASA)的Restore-L航天器 。借助五大关键技术——自主实时相对导航系统、服务航电设备、灵巧机械臂、先进的工具驱动和工具、推进剂输送系统计划 , 2023年发射的Restore-L将与一颗政府低轨卫星会合、捕获对方 , 并帮其延长寿命 。
尽管2023年的任务对象是一颗政府卫星 , 据NASA所说 , Restore-L技术所打造的天基信息平台具备广泛的扩展性 , 将有助于“为众多政府和商业任务提供新的架构和能力、在轨建造大型通信天线和望远镜、突破火箭造成的运载体积限制、精密机器人代替宇航员的部分舱外活动任务 , 以及通过计划内或计划外维修让延长任务持续时间成为可能 。”
[人造卫星]这命,是续还是不续?
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2019年8月6日 , 在位于法属圭亚那的欧洲航天发射中心 , 载有 Intelsat 39 和 EDRS-C 两枚卫星的阿里安 5 号运载火箭发射升空
NASA说 , 他们将把Restore-L技术转让给商业实体 , 以助推在美国开启一个新的服务产业 。“维修终将成为太空中的日常业务 。一旦成了惯例 , 政府和商业公司就能够模块化地发射通信设施或探测器 , 然后由机器人在轨组装 。”
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在轨服务如此重要 , 为什么姗姗来迟?反对的理由来自四方面 。第一 , 延寿是否值得? 地球同步轨道卫星寿命一般为15年 , 15年间卫星载荷技术必然更新换代 , 如果再给卫星延寿10年 , 意味着卫星后期工作时使用的是25年前的技术 , 这肯定不符合地面对主流技术的要求 。
在轨服务灵活性有限 。以MEV-1的此次任务为例 , 它与“客户”绑定工作5年 , 5年后才能去服务地球同步轨道上另一个位置的另一颗燃料恰好耗尽、需要救援的大卫星 。“恰好”的意思是 , 如果未能在时间上无缝对接 , MEV就得自己在GEO上漂着等待 。
由于MEV一个周期内只能服务于一颗卫星 , 那么如果同时 , 或者短期内有N颗大卫星需要延寿 , 就得发射N个MEV一对一地服务——下一批需要服务的卫星如果没能无缝衔接 , 这N个MEV就依然漂着 。MEV的在轨服务事件贯穿整个5年甚至10年的长周期 , 各种意外难以预料 。服务模式的不确定性 , 必然带来系统成本的提升 。
在轨服务的目标是节约 , 但在轨服务器自身成本也并不是一个小数字 。对卫星进行燃料补给 , 同样需要发射火箭将装载燃料的机构送入轨道 , 虽然成本低于新造卫星 , 上亿美元也是需要的 。如此不菲的代价 , 最终维护的却是一颗处于十几年前技术水平的大卫星 , 加注就显得很不合算了 。
近年来小卫星星座的迅猛发展 , 也为反对之声增加了砝码 。地球同步轨道大卫星市场 , 总的发展趋势是越来越小——卫星星座领域正在发生翻天覆地的变化 , 技术、系统、商业模式的更新换代根本等不了10年 。尽管目前GEO轨道上仍有不少传统大卫星 , 根据现在的技术趋势 , 花成本、冒风险去延寿十几年前的旧技术 , 真的是一种广泛认可的需求吗?
于是 , 有人提出了一个看上去更加合理的观点:与其费劲延寿 , 为什么不降低静地卫星制造成本、加速卫星技术更新换代呢?或者 , 干脆用低轨小卫星星座?


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