诺斯罗普的机器人太空机械师是一种让卫星工作更长时间的新方法

在地球上空，新一代机器人旨在让卫星工作更长时间，正在取代它的前身——毫不夸张地说。本周，诺斯罗普·格鲁曼公司建造和运营的一艘名为任务扩展飞行器（MEV）的航天器与澳大利亚 Optus 公司运营的通信卫星拔掉了插头。一年多来，MEV 航天器一直粘在 Optus 卫星的背面，使其保持在太空中的正确位置，以便能够继续执行任务。现在，卫星寿命延长航天器正在离开，为它的替代品腾出空间。 7 月，四艘新的诺斯罗普航天器搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号火箭送入轨道。其中一个被称为“任务机器人飞行器”，这是一颗强大的卫星，配备了两个先进的机械臂，由美国军事研究机构 DARPA 开发。另外三颗被称为任务扩展舱（MEP），它们是更小、更简单的卫星，本质上是模块化推进系统。这四艘航天器目前正前往距地球约 27,000 英里的目标。 2027 年，MRV 将使用其机械臂将其中一个 MEP 吊舱连接到 Optus 卫星上，这将使其在未来几年内保持在轨道上。提供通信或使用各种传感器扫描地球的卫星只能持续这么长时间。当它们耗尽燃料以保持在正确的位置时，它们通常会失败，而不是因为它们的计算机和收发器停止工作。 Optus 卫星于 2009 年发射，设计寿命为 15 年。如果 MEV 一切顺利，卫星可以再飞行六年并产生收入。现在，更便宜的发射成本和更低成本的太空组件正在使航天器维修任务成为现实。诺斯罗普公司后勤和服务总监 Cassie Wong 表示，目标是“一种范式转变，我们可以看到太空是可持续的，拥有更具弹性的建筑和基础设施基础，我们可以在那里进行航天器维修、延长寿命，甚至卫星升级和维护等工作”。目前有两艘 MEV 在轨运行，分别于 2019 年和 2020 年发射，为三个客户提供了 10 年的寿命延长，其中包括两艘不同的 Intelsat 航天器和 Optus 卫星。 MEV-1 将在停车轨道上等待另一位客户，而 MEV-2 目前已附属于其 Intelsat 客户，直至 2030 年。任务机器人车辆 (MRV) 代表了商业模式的演变。卫星运营商购买并拥有 MEP，这些 MEP 永久附在其航天器上。这使得 MRV 可以为更多车辆提供服务，从而提供更便宜的产品。该产品需要一些严格的技术能力。车辆需要自动接近并安全停靠，当两者都以每小时数千英里的速度行驶时，这不是一项简单的任务。 MEV 使用对接探针插入并挂在卫星推进器喷嘴上。与此同时，MRV 需要使用机械臂小心地连接 MEP。与大多数卫星不同的是，MRV 的设计目的是在轨道上补充燃料，这在一定程度上证明了如果这种在轨服务成为常态，其他卫星将需要的能力。目前，此类改造的额外成本和重量阻碍了航天器运营商对其进行投资。事实上，目前卫星的趋势是在低轨道上飞行大量廉价、可有效替换的航天器，就像星链和亚马逊低轨卫星一样。另一方面，航天器变得越来越大，轨道上有大量昂贵的大型卫星可以从寿命延长中受益。 Wong希望MRV未来能够承担其他任务，为卫星添加新组件并调整其轨道。考虑到其在高轨道上拥有大量昂贵的卫星，以及 DARPA 参与开发 MRV 武器，这可能包括国防客户。事实上，美国太空军此前曾将一艘配备机械臂的中国维修航天器定性为一种武器，因为理论上它可以擒抱并摧毁竞争对手的卫星。诺斯罗普表示，其车辆主要用于维修任务。黄说，该车辆还可以在近地轨道上使用，以延长那里宝贵资产的寿命。初创公司 Katalyst Space 正在尝试执行类似的任务，以延长美国宇航局太空望远镜的使用寿命，此前该望远镜上个月因故障导致其坠落。该公司已经修复并希望完成任务。