前苏联的黑科技安排上了，乌克兰库尔斯公司开发在轨维修卫星。
前苏联的黑科技安排上了，乌克兰库尔斯公司开发在轨维修卫星。
库尔斯轨道维修车的概念
一家乌克兰的初创企业-Kurs Orbital（库尔斯轨道）正在使用前苏联数十年前开发的太空对接技术制造一种在轨维修飞行器。 这家名为Kurs Orbital的初创公司是由乌克兰航天局Volodymyr Usov的前负责人共同创立的，该公司计划在2023年发射第一颗演示卫星。该公司判断，投资正在涌入运载火箭和人造卫星，而维修服务可能是该行业的下一个发展动力。
市场研究公司NSR预测，在未来十年内，在轨服务将增长为30亿美元市场。该公司计划提供的服务包括轨道重新定位、离轨、在轨加油、在轨组件更换和维修。
去年重组后离开乌克兰航天局后，乌索夫（Usov）和一小部分企业家在获得库尔斯（Kurs）会合系统的使用权后，决定创办一家卫星服务公司。苏联在1980年代开发了与Mir空间站对接的技术，后来又对Soyuz航天器进行了升级，使其与国际空间站对接。
Usov说，Kurs Orbital拥有原始Kurs会合系统的权利，但正在开发一种新的会合采集模块，该模块使用机器视觉、雷达和机器人技术，实现与不合作的目标实现全自动对接。不必花费数年和数十亿美元来改造对接系统。
Kurs Orbital计划着重于服务商业对地静止卫星，在成功与Intelsat卫星进行太空对接后，诺斯罗普·格鲁曼公司的任务扩展飞行器已经在该市场获得了市场份额，去年并八月份启动了另一项任务，为第二颗Intelsat卫星提供服务，但MEV尚未与卫星对接。
Usov的公司将落后于诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）和新兴企业 Astroscale，后者于去年收购了以色列卫星寿命延长和服务公司Effective Space Solutions的知识产权，该公司专注于GEO市场。
Kurs Orbital在今年夏天的第一轮投资中筹集了650万美元，以启动该示范卫星，该卫星将与一个在低地球轨道上不合作的目标进行对接。该公司计划在2023年进行一次演示任务。”
该公司计划在未来几年内筹集更多资金，以建立一支由四辆车组成的车队，在2025年之前开始提供离轨服务。 运营商目前将对地静止卫星停运到没有燃料之前的六到八个月，将卫星送入墓地轨道。离轨服务将使运营商能够将卫星再运行几个月，并继续产生收入。这些额外的收入将超过支付1000万至1500万美元去轨服务的费用。
Usov预计，离轨服务将占公司业务的60％至70％，这些运营商计划制造新的卫星并对其进行工程设计，以提供未来的寿命延长服务，以便它们可以继续运行20年或更长时间。
NSR分析师侯赛因·博哈里（Hussain Bokhari）警告说，尽管人们对在轨维修充满热情，但缺乏明确的技术和安全运行标准可能会阻碍该行业。 对此乌索夫表示同意。“在轨服务的生态系统将是不可能没有的技术和安全问题提出明确的标准。”
交会和服务运营执行联盟（CONFERS）现在正在从事这项工作，这是业界领导的努力，旨在为在轨卫星服务、交会和接近运营制定技术和运营标准。 乌索夫说，标准将使在轨服务技术的发展“对所有参与者和公众也更加可持续和透明”。业界关注的问题之一是具备该功能的飞行器，可能会被任务是反卫星武器。
Intelsat卫星的太空延寿任务
带有DARPA的RSGS（地球同步卫星机器人服务）飞行器将为在轨卫星提供服务
美国防部高级研究计划局于2020年3月4日宣布，诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）选择其为地球同步卫星机器人服务（RSGS）的商业合作伙伴。诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）成功进行了第一颗卫星服务任务扩展车MEV-1之后，宣布了这一消息。MEV-1于2019年10月发射，并于上个月与Intelsat通信卫星在轨对接，以使航天器继续运行五年。根据协议，DARPA将为任务型机器人车辆提供机器人有效载荷，该任务将用于为地球同步地球轨道上的卫星提供服务。有效载荷是由美国海军研究实验室开发的。它由两个灵巧的机械手臂以及几个工具和传感器组成。诺斯罗普·格鲁曼公司的SpaceLogistics部门将提供其为MEV开发的总线技术。
SpaceLogistics总裁汤姆·威尔逊（Tom Wilson）表示，将在DARPA计划中使用的机器人技术“提高了公司打造卫星维修团队愿景，该团队可为客户提供多种选择，以选择延长卫星寿命或者轨道维修服务。”该公司正在开发称为Mission Extension Pods的卫星延长寿命的服项目。MEP携带的能够吊舱增强了老化卫星的推进系统，并延长六年的卫星使用寿命。将与DARPA一起开发的飞行器将用于在现有在轨商业和政府卫星上安装这些平台，以延长其使用寿命。
在这新闻之下，国内到处洋溢着美国对“在轨卫星进行加油”的文章，MEV-1究竟对Intelsat-901通信卫星干了什么？是“加油”了吗？我看未必！我们一起探究一下吧。
MEV任务扩展飞行器（左）接近商业通信卫星
MEV-1与Intelsat-901通信卫星
据报告，诺斯罗普·格鲁曼公司的MEV-1扩展任务飞行器于2020年2月25日美国东部时间2:15与Intelsat-901通信卫星成功对接。诺斯罗普·格鲁曼公司和国际通信卫星组织的高管在2月26日说，诺斯罗普·格鲁曼公司的卫星服务航天器于2月25日成功与英特卫星通信卫星对接，以使这颗已有19年历史的卫星再服役五年。
Intelsat-901通信卫星
诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的MEV-1于2019年10月9日从俄罗斯哈萨克斯坦的拜科努尔航天飞机场升空发射，进行了数月的在轨测试，之后终于与Intelsat-901停靠在地球静止弧线300公里处的所谓的墓地轨道上，该轨道是大多数大型通信卫星运行的地方。对接发生在2月25日东部时间凌晨2点15分。 根据公开报道，在诺斯罗普·格鲁曼公司将它们移入对地静止弧之前，MEV-1和Intelsat-901将作为组合体进行额外的检出，因此Intelsat-901可以在三月下旬恢复服务。MEV-1仍将附着在Intelsat-901上，并使用其自身的推进器使卫星正确地定向在轨道上。
从目前公开的报道中，对于此次对接任务而言，并未出现所谓“太空加油”的字样，从放出的对接图片来看，MEV-1自用自身的对接传感器与Intelsat-901对接，其对接的位置是Intelsat-901卫星的喷嘴。试想一下，加油会从汽车的排气管那里加油吗？因此，MEV-1对接卫星后，MEV-1将会作为Intelsat-901的一个附加的动力和控制载荷，接管卫星的推进和姿态控制任务，从而从而实现延长使用寿命的目的。因此从这个角度看，MEV-1不是简单的加油机，而是为服务对象卫星的提供了额外动力与姿态控制服务。
轨道ATK首席执行官David W. Thompson和Intelsat首席执行官Stephen Spengler
早在2016年4月份，轨道ATK首席执行官David W. Thompson和Intelsat首席执行官Stephen Spengler在2016年太空研讨会上就宣布了他们的MEV协议 。轨道ATK已与Intelsat签署了其卫星寿命延长计划合同，Intelsat是轨道ATK公司提供卫星延寿计划的第一个客户。
轨道ATK披露其提供任务扩展飞行器（MEV），该航天器旨在与商业卫星会合，与卫星的远地点俯冲发动机和周围的转接环的喷嘴对接。然后，MEV将接管卫星的推进和姿态控制，从而延长使用寿命长达五年。Intelsat已同意作为第一个MEV任务的客户，该任务名为MEV-1，计划于2018年发射。MEV-1将首先与一枚退休的卫星停靠在静止轨道上方的墓地轨道进行测试，然后再与活跃的Intelsat卫星将其寿命延长五年，实际MEV-1发射时间推迟到了2019年10月9号。
2017年的12月5号，美国联邦通信委员会批准了卫星服务任务的第一部分，轨道ATK的Space Logistic子公司与Intelsat进行了合作，该服务飞行器可以执行“交会、近距操作并与Intelsat-901进行对接”。于此同时，目前，美国联邦通信委员会还拒绝了ATK卫星服务业务的子公司Space Logistics LLC的请求，该请求试图将Intelsat-901与另一颗Intelsat卫星一起搬迁。该机构还推迟了在任务结束时从Intelsat-901撤出MEV-1，返回墓地轨道以等待下一次任务的请求。在12月8日发布的公告中，FCC授权Space Logistics使用4个不同的频段进行MEV-1的遥测、跟踪和指挥（TT＆C），演练发射后的演习，即到达了即将退役的地球静止轨道卫星地球同步轨道上方约300公里处，并附着在Intelsat-901上。Space Logistics的MEV通过连接到卫星并接管卫星的维护工作，使用服务商上的燃料推动卫星并延长其寿命。
根据对Intelsat-901的计划，在五年寿命延长任务结束时，MEV会将Intelsat-901返回墓地轨道并将其释放。释放后，MEV将继续为下一个卫星提供延寿服务。一旦发射，MEV-1将主要依靠电力推进来进行两到三个月的升轨，在此期间，飞行器将接受在轨测试。在测试了MEV之后，在开始提供延长寿命服务之前，将对在墓地轨道上对Intelsat-901和MEV-1进行2到4周的测试。MEV-1使用电力推进系统进行站位维护和移动，并使用化学推进系统进行交会对接。
由于首个MEV的设计寿命为15年，可以在使用寿命结束前执行多个任务。轨道ATK计划也会随着时间的推移升级MEV，以包括更强大的机器人维修功能等。Intelsat在7月份发布的季度评论文件中表示，它计划使用MEV“延长我们的两颗宽波束卫星的使用寿命”。卫星运营商现在将MEV的使用纳入长期合作计划。Intelsat发言人Dianne Vanbeber在12月12日承认了第二次MEV任务的计划，但拒绝透露具体细节，例如是否涉及拆分五年Intelsat-901任务，在连续任务中使用MEV-1或使用新的MEV。
从上面的报道中，我们可以看到，设计寿命为15年的MEV-1第一个阶段为Intelsat-901提供5年的延寿服务，5年服务之后，MEV-1还具有为Intelsat-901提供下一个5年延寿服务的能力！一个“加油机”是不会给汽车连续加5年或者10年油的！
轨道ATK扩展任务飞行器渲染图
2018年3月13号，轨道ATK发布了计划中的的任务机器人飞行器的插图，其中该飞行器上载有一组任务扩展舱，可接近需要延长寿命的客户卫星。2018年卫星会议上的一次演讲中，公司高管宣布了开发Mission Robotic Vehicle和Mission Extension Pods的计划，该计划将处理燃料用完的对地静止卫星的在轨管理。
新系统基于任务扩展车（MEV），这是轨道ATK目前提供的卫星寿命扩展飞行器。MEV与卫星对接，并接管该卫星的机动，包括轨道维护以及重新安置和处置进入墓地轨道。在新方法下，基于MEV设计的任务飞行器车将搭载10至12个任务扩展箱。任务飞行器将接近客户的卫星，并使用机械臂将吊舱连接到该卫星。然后，该吊舱将接管服务卫星的轨道维持服务，从而证明了长达五年的额外使用寿命。而太空系统洛拉公司（SSL）则与国防高级研究计划局合作进行地球同步卫星的机器人维修计划，研发能够加油和修理GEO航天器。
轨道ATK技术人员监视MEV对接系统的地面演示
MEV机械臂和吊舱技术为将来进行更复杂的维修（空间操作）打开了大门。MEV携带的吊舱可以携带其他载荷，例如替代通信有效载荷，可以安装在主卫星上，而手臂可以使用工具进行基本维修。
需要注意的是，Mission Extension Pod（MEP），该技术旨在为不需要MEV全面功能的客户提供新的解决方案。MEP的使用寿命比MEV短，并且不提供姿态控制功能。SpaceLogistics在三月份宣布了其第二代寿命延长平台的计划：Mission Robotic Vehicle，这是一艘拥有10到12个Mission Extension Pod（MEP）环的母舰。任务飞行器的设计目的是在客户卫星后面，并使用其机械臂安装MEP。MEP配备了氙气推进模块以及其运行所需的电源和通信系统。吊舱到位后，SpaceLogistics客户将拥有并操作它们，这与MEV不同，SpaceLogistics计划将MEV作为一种服务为客户提供服务。MEP可以将2000公斤通信卫星的寿命延长五年。同时，任务飞行器可以执行简单的机器人维修，例如释放无**确部署的太阳能电池板，还包括其他正在投资完成更复杂任务所需的技术，例如彻底检查卫星外部、安装主机有效载荷、进行大规模维修，在复杂情况下捕获航天器以及在轨道上组装结构。
2018年早些时候，Intelsat卫星公司从轨道ATK又订购了第二辆任务扩飞行器。但是Intelsat尚未透露，当MEV-2于2020年中期投入服务时，对其50多颗对地静止卫星中的哪颗提供延长使用寿命服务。
Intelsat对类似卫星服务并不陌生。早在1992年，NASA奋进号航天飞机的机组人员对困在低地球轨道上的Intelsat 603卫星进行了抓捕，并安装了新的反冲发动机，从而挽救 了这颗卫星任务。2011年，Intelsat与MDA Corp.（现为Maxar Technologies的一部分）签署了一项从未实现的卫星服务任务的合同（卫星加油的方案）。
尽管Loral航天系统公司和Maxar的同伴收购MDA公司正在提供一种可以为故障卫星加油和维修的卫星服务航天器，但Intelsat目前更加倾向于轨道ATK提供的MEV方案。但是Intelsat空间系统高级副总裁Ken Lee在上接受弗吉尼亚州泰森斯角办公室的采访时说“我们也在寻找其他功能。不仅限于MEV，我们可能正在考虑加油和其他延长寿命的概念。”也就说，给卫星直接加油的方案，目前还只是在“考虑”的范畴！
Intelsat空间系统高级副总裁Ken Lee
Intelsat空间系统高级副总裁Ken Lee在接受采访的时候称，采用的MEV方法是更为保守的技术选择，它使我们能够扩展航天器的服务范围。但是我们可以预见将来的服务不仅可以延长使用寿命，还可以更换故障组件甚至改变任务。可以设想一个能够提供电源或数据或许多其他载荷的接口，这甚至可以改变航天器的任务类型。
Intelsat和Orbital ATK一直在合作开发一种将这两个航天器作为一个整体进行操作的作战概念，在MEV的整个设计上做了大量工作。Intelsat一直在与轨道ATK紧密合作，以开发其功能以及我们如何操作航天器。Orbital ATK早在2018年就完成了与第一架MEV-1飞行器和Intelsat-901的兼容性评估，该评估非常成功。
给在轨的人造卫星加油，必须进入航天器内部，打开填充和排放阀，然后注入易挥发的燃料，最后密封所有接口并与航天器分开。加油会涉及更多的操作复杂性，而MEV的方法是去安装并附加到客户的航天器上，MEV负责站位保持和姿态控制。MEV方案避免了需要给在轨卫星直接加油的繁琐步骤以及所带来风险。
通过上面的分析，我们知道MEV扩展任务飞行器不是一天简单的“加油车”，甚至不能称之为“加油车”，MEV更像是一台为卫星提供的额外的发动机和其他的载荷，它的基本操作是“抓取”卫星，然后是“拖拽”，后期发展的MEP还可以携带各种载荷，并将载荷装到目标星上！简单来说 ，MEV-1就是像一个劫匪，它用绳子把卫星捆住跟自己帮在一起，然后让扛起这颗卫星跟自己一起走。用科学的语言可以这样表示MEV-1的任务，MEV-1靠近处于临近退役状态的通信卫星，依靠自身的传感器，实现与目标卫星在轨道控制发动机喷管处的对接，此后接管目标卫星的轨道维持和姿态控制服务，实现卫星延寿的目的。
在完成对目标卫星的在轨延寿服务之后，如果金主没有为下一个阶段的延寿服务付款，MEV-1可以将目标卫星拖入坟墓轨道将其释放，让目标卫星寿命彻底终止；如果金主为目标卫星下一个延寿服务及时付了款，那么MEV-1将利用其携带的大量燃料（设计寿命15年）继续为目标提供在轨延寿服务。看到这里，怎么感觉都是目标星被MEV-1给劫持了，给钱就能活下去，不给钱就是死路一条！真是好生意，卫星延寿可是刚需啊，国内的航天领域的大拿们，赶紧考虑一下这个方向吧，保证能赚的你睡不好觉！
MEV在民用上能给卫星延寿，那如果MEV用于军事领域，想一想就背后发凉！闭上眼睛想象一下，一个在太空中漫游的MEV，看到哪颗卫星不顺眼，凑上去，抓起来就跑，把卫星拉入垃圾轨道；MEV还可以携带很多吊舱装了各种载荷，还有机械臂，它甚至还可能给你的卫星装上啥你不知道的东西，自己的天天背着别人的载荷满天上飞！
卫星空间抓取演示图
如今现在DARPA把橄榄枝递给了Orbital ATK公司，要求其提供所谓的“在轨服务”，鬼知道DARPA是用MEV或者MEP进行“在轨服务”还是“在轨操作”。明眼人都知道，“在轨服务”是服务自己的卫星，“在轨操作”大多是操作别人的卫星。所以单纯给卫星加点油不可怕，可怕的是接借着给卫星加油名目，把别人家的卫星给搞了！
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