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。

    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。

   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。