DARPA和NASA研发太空机器人,给卫星“治病”和“加油”

大家还记得那张足以引发密恐症的太空垃圾图吧,寿终正寝的卫星们就是很多个小白点的贡献者。要知道卫星是有寿命的,到了一定年龄就得退役,原因要么是发生了故障要么是耗尽材料。

卫星不像你的座驾,坏了可以修,没油了可以加,所以一旦发生这种情况,它们就只能沦为太空垃圾。

目前地球同步轨道上有 400 多个地球同步卫星正在运行,都在距离地面高度达到 36,000 公里的轨道上运转着,它们是全球通信的主力军,而且价值不菲,高达数十亿美元。要是动不动就报废一个,损失惨重不说,还污染了太空环境。怎么办呢?

NASA 和 DARPA(美国国防部先进研究项目局)都想到了一个办法,科学家们盯上了无所不能的机器人。他们想研发可以维修卫星并为卫星补给燃料的机器人。

2016 年,DARPA 就决定研发一个机器人维修车辆(RSV), RSV 被发射升空之后,将在地球同步轨道上处于待机状态,就像个家庭医生一样,一旦地球同步轨道上有卫星需要修理,它就会过去帮忙。比如,一颗地球同步卫星未能展开其太阳能电池板,再比如卫星进入了错误的轨道。

RSV 长的也挺喜感,就像一个长着机器人手臂,全身布满各种插座的卫星。它没事儿就在有故障的卫星身边转悠,收集图像和三维数据,再把数据传输到地面控制中心,供控制人员使用计算机模拟出维修方案,然后通过实验室排演,如果方案正确,控制人员再告知 RSV。

RSV 是怎么维修卫星的呢?首先 RSV 要接近故障卫星,并且与之对接,对接后,地面操作人员详细评估收到的最新数据,校正维修计划,最终让 RSV 修理卫星,或使用其发动机将卫星推送到正常轨道。

不仅 DARPA,NASA 也在研发卫星修理机器人。因为担心“太空威胁”,美国也真是下了血本。12 月 6 日,NASA 与位于加州的劳拉空间系统公司(SSL)签订一份价值 1.27 亿美元的合同,研制可为在轨运行卫星提供燃料的新型 Restore-L 航天器。

Restore-L 航天器就像一个移动加油站,能够对在轨运行卫星进行燃料加注,以延长在轨卫星寿命。建造航天器的任务将由 SSL 公司完成,预计花费 3-5 年。建造完成后,SSL 公司还要承担相关测试、发射与运行控制任务。

NASA 计划最早于 2020 年发射 Restore-L 航天器,发射成功后将迎来其首个用户,它是 1999 年发射升空的美国“陆地卫星-7”(Landsat-7)地球观测卫星。届时,Restore-L 航天器将与“陆地卫星-7”自主交会、对接,并用机械臂实现目标燃料加注与目标重定位。

Restore-L 航天器一个很厉害的技能是为那些没有专门设计成可在太空打开燃料箱的卫星补给燃料。除此之外,还要给即将或者已经耗尽燃料的健康卫星补给燃料,来延长它们的寿命。

NASA 认为,在提供在轨燃料补给的同时,Restore-L 还有潜力实现在轨维修、航天器组装和轨道碎片清除,看来这是个技能满满的机器人!