诺斯罗普的机器人太空机械师：为卫星延寿开辟新路径

在地球上空，新一代机器人正在从字面意义上"接替"前辈，承担起延长卫星寿命的使命。

本周，诺斯罗普·格鲁曼公司建造并运营的"任务延寿飞行器"（MEV）与澳大利亚运营商 Optus 的一颗通信卫星脱离。在过去一年多的时间里，MEV 一直附着在 Optus 卫星的尾部，通过保持卫星在太空中的正确位置来延续其使命。

现在，这颗延寿卫星即将离开，为继任者腾出位置。今年 7 月，诺斯罗普的四艘新航天器搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号火箭入轨。其中一艘名为"任务机器人飞行器"（MRV），由美国军方研究机构 DARPA 开发，配有两条先进的机械臂，是一颗功能强大的卫星。另外三艘则被称为"任务延寿舱"（MEP），体积更小、结构更简单，本质上就是模块化的推进系统。

这四艘航天器目前正飞向距地面约 2.7 万英里的目标轨道。2027 年，MRV 将利用其机械臂把一个 MEP 舱段安装到 Optus 卫星上，预计可使其继续在轨运行数年。

那些承担通信或搭载各类传感器对地观测的卫星，寿命终归有限。它们通常不是因计算机或通信设备失效而报废，而是耗尽了维持轨道位置的燃料。Optus 这颗卫星于 2009 年发射，设计寿命 15 年。如果一切顺利，它将再飞行 6 年，继续创造营收。

如今，更低的发射成本和更廉价的太空元件正在让航天器维修任务成为现实。

诺斯罗普后勤与服务部门总监 Cassie Wong 表示，目标是实现"一种范式转变——把太空视为可持续的领域，构建更具韧性的架构与基础设施，从而开展航天器维修、延寿，甚至升级和卫星维护等工作"。

目前轨道上运行着两艘 MEV，分别于 2019 年和 2020 年发射，已为三家客户延长了总计 10 年的使用寿命，其中包括两颗不同的 Intelsat 卫星和 Optus 卫星。MEV-1 将在"停车轨道"上等待新客户，MEV-2 则继续附着在其 Intelsat 客户卫星上，服务至 2030 年。

任务机器人飞行器（MRV）代表着商业模式的演进。卫星运营商购买并拥有 MEP，这些 MEP 永久安装在他们的航天器上。这样 MRV 就能腾出手来为更多飞行器提供服务，从而提供更便宜的服务方案。

这套方案背后需要过硬的技术支撑。飞行器需要自主接近彼此并安全对接——当两者都以每小时数千英里的速度飞行时，这绝非易事。MEV 通过对接探针插入卫星推进器喷管并挂住；而 MRV 则需要用机械臂小心地安装 MEP。

和大多数卫星不同，MRV 设计为可在轨加注燃料——这某种程度上也是在验证一种能力：如果在轨服务成为常态，其他卫星也将需要这种能力。目前，额外的成本和重量负担让卫星运营商不愿在这方面投入。

事实上，当前的卫星趋势是在低轨道部署大量廉价、可替代的航天器，Starlink 和 Amazon LEO 都是如此。另一方面，航天器越做越大，轨道上有大量昂贵的大型卫星可以通过延寿获益。Wong 希望 MRV 未来能承担更多任务，比如为卫星加装新部件以及调整轨道。

客户很可能包括国防领域——考虑到他们在高轨道上拥有大量昂贵卫星，而且 DARPA 也参与了 MRV 机械臂的研发。事实上，美国太空军此前曾把中国一艘带机械臂的服务卫星定性为武器，因为它理论上可以抓取并损坏对手的卫星。Northrop 表示其飞行器专注于服务任务。

Wong 说，该飞行器也可用于低轨道，为那里有价值的资产延寿。初创公司 Katalyst Space 正在尝试类似的任务，为一台 NASA 太空望远镜延寿——该望远镜在上个月发生故障后其飞行器开始失控翻滚。该公司已制定修复方案，并希望完成这项任务。