探索太空时代的在轨卫星加油站服务

美国国防创新部门（DIU，Defense Innovation Unit）正在寻求在地球同步轨道（GEO）的主要空间房地产附近建立“商业加油站服务”原型，以及任何轨道体制中的“散装燃料库”——并要求美国和国际公司提供在 4 月 18 日前提出解决方案。

项目经理 David Ryan 透露，“随着数以万计的卫星构成不断增长的太空经济，有效地服务和维护服务平台舰队的能力需要方便且现成的燃料，可持续的太空经济可以延长这些航天器的寿命，减少更换的需求和空间碎片的积累。”

上周发布的RAPIDS 加油和燃料库招标书称，“加油和机动对安全、站位保持和维修至关重要……未来的太空系统需要能够毫无遗憾地进行机动。因此，这些航天器必须是可维修的，并且可以随时获得跨越许多轨道的不同类型的商品化燃料。”

瑞恩（昵称梅林）表示，DIU 打算“带头对这种能力进行有意义的展示——强调需要在政府和行业中广泛采用接口和标准，以便为航天器加油就像在泵中加油一样简单。”

该项目有两个部分，针对两个不同的目标，DIU 征集说：“在不同系统之间传输燃料的能力，以及在正确的时间和地点提供正确燃料的机动能力 。”

一位发言人称，DIU 是国防部旨在加速新兴技术进入该领域的组织，其目标始终是在收到供应商回复后的 60 到 90 天内发布合同。

在工作的第一部分，DIU 正在寻求测试商业供应商，这些供应商可以使用可与商业和政府拥有的航天器一起使用的“商业可用接口”来填充卫星的联氨 (N2H4) 火箭燃料储存。目标是“在合同授予后的 18 到 24 个月内”进行在轨演示。

鉴于 DIU 的职权范围，一些公司最近在 GEO 中推出了与卫星服务相关的功能可能并不令人意外。

例如，洛克希德·马丁公司就在上周的年度太空基金会太空研讨会上，公开了其基于自身增强系统端口接口（APIN）配置的任务增强端口（MAP）接口标准。

ASPIN 提供电气和数据接口以及适合主卫星的对接机制。然后，该界面将允许所有者/运营商稍后与维修航天器签订合同，以将升级后的有效载荷与轨道上的旧卫星配对，甚至将旧卫星换成具有不同任务的新卫星。洛克希德·马丁高级程序高级主管 Paul Pelley 表示，ASPIN 类似于现代计算机上的 USB 端口，允许连接和上传多种类型的设备和应用程序。

美国宇航局于 3 月 3 日宣布，由 Maxar技术公司建造的在轨维修、组装和制造 1 号（OSAM-1）航天器已通过关键设计审查。“OSAM-1 将使用机械臂和工具来对抗 Landsat 7，并为 1999 年发射的地球观测卫星提供更多燃料，这是 NASA 首次进行的加油演示，”该新闻稿解释道。该任务将于“不早于 2025 年”启动。

与此同时，白宫于 4 月 4 日发布了一项支持美国公司进入该领域的新战略。太空服务、装配和制造国家战略 (ISAM) 有六个目标，包括：促进研发；优先扩展在轨基础设施；加速新兴的 ISAM 商业产业；并促进国际合作。

在原型项目的第二部分，DIU 正在寻找具有“在轨道上大量储存液体（> 5,000 公斤）和气体推进剂的能力”的公司，包括联氨、液氧等。招标要求详细说明“政府客户车辆如何从仓库接收燃料”的初步运营概念。

If 还指出，燃料集线器必须“支持客户端上的被动接口。有关此界面的信息将在以后提供。”

DIU 希望选定的供应商能够“在合同授予后的 24 到 30 个月内”进行在轨演示。

也许最突出的进入商业燃料库领域的是 Orbit Fab，它使用了不那么微妙的座右铭“太空中的加油站”。这家 2018 年的初创公司获得了洛克希德马丁公司和诺斯罗普格鲁曼公司以及一些风险投资基金的直接投资。

Orbit Fab 于 2021 年 6 月 30 日向低地球轨道 (LEO) 发射了首个燃料库，该燃料库搭载在 SpaceX Falcon 9 上。该燃料库名为 Tanker 001 Tenzing，将绿色推进剂高测试过氧化物 (HTP) 储存在根据该公司的网站，一个太阳同步轨道为其他航天器加油 。首席执行官 Dan Faber在 1 月份表示，该公司计划“在今年年底”向 GEO 启动其第一个仓库。

该公司于 3 月 14 日宣布，它已从空军和太空部队创新中心 AFWERX 和 SpaceWERX 赢得了一份价值 1200 万美元的合同，以整合其快速连接的流体传输接口 (RAFTI)——一种在轨加油臂，能够实现任何与 Orbit Fab 的轨道燃料箱对接的航天器——与各种国防部航天器。公告称：“RAFTI 已被选为国防部多项在轨加油任务的主要加油接口。”

此外，根据 1 月 11 日宣布的合同，日本初创公司 Astroscale 的美国分公司正在为其新的 Life Extension In-Orbit (LEXI) Servicer 航天器配备 RAFTI。Astroscale 计划在 2026 年飞行 LEXI，旨在修复航天器。尚未进行任何演示

Astroscale 的主要目标是率先清除空间碎片，并于去年 8 月通过 Astroscale 演示 (ELSA-d) 成功测试了其小型报废服务的可行性。由于 ELSA-d 的推进器存在问题，该公司上个月实际捕获一个模拟太空垃圾的微型立方体卫星的计划遭到了挫败。

尽管无法重新启动航天器的八个推进器中的四个，Astroscale上周宣布，它打算改为在 4 月 22 日进行修改后的近距离实验。该演示将“验证服务商的低功率无线电传感器检测和跟踪客户的能力”。分析数据后，该公司将决定是否在以后尝试捕获。