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如何維護距離地球36000km的航天器？美國國防高級研究計劃局（DARPA）希望通過今年夏天首次發射靈巧的深空機器人計劃來找到答案
2024 年 10 月 8 日，DARPA 的地球同步衛星機器人服務 (RSGS) 有效載荷位于美國海軍研究實驗室位于華盛頓特區的海軍空間技術中心的低溫熱真空室中。
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美國國防高級研究計劃局 (DARPA) 終于準備好測試為遙遠地球軌道上的衛星加注燃料，以延長這些衛星的運行時間。
美國國防高級研究計劃局（DARPA）籌備已久的地球同步衛星機器人服務（RSGS）演示器計劃最早于今年夏季發射。美國軍方研發機構DARPA周三（5月20日）在一份聲明中表示，顧名思義，機器人將成為該航天器工作的重要組成部分。
DARPA表示，該任務的核心將是一個“高度靈巧的機器人服務套件”，它應該能夠參與幾項關鍵任務，以幫助需要提升性能的衛星：“在軌升級、檢查、異常解決和衛星遷移”。
這款完全集成的任務機器人飛行器 (MRV) 搭載了 DARPA 高度靈巧的機器人有效載荷，并與 SpaceLogistics 基于其經過飛行驗證的任務擴展飛行器 (Mission Extension Vehicle) 的航天器相結合，正在進行最后的準備工作，預計將于 2026 年發射。
DARPA 還計劃通過在遠離地球的地方開展這項工作來提高目標。該計劃旨在為地球同步軌道(GEO) 上的衛星提供服務，地球同步軌道位于地球上方約 22,236 英里（35,786 公里）處。
這些衛星的軌道高度約為國際空間站的90倍（約400公里/250英里），其位置經過精心設計，使其軌道速度與地球自轉速度完美匹配。這種獨特的定位方式使衛星能夠持續觀測地球的同一區域，這對于提供可靠的通信服務或進行長期的氣候或國防監測都大有裨益。
但由于地球距離如此遙遠，地球同步軌道衛星在燃料耗盡時通常別無選擇，只能通過機動調整軌道，讓新衛星接替其位置。隨著太空垃圾的日益增多（以及衛星碰撞風險的增加），DARPA及其合作伙伴希望通過這項任務改變現狀。
RSGS技術一旦進入地球同步軌道，將演示以下可能的任務
報告指出，新晉主承包商SpaceLogistics（諾斯羅普·格魯曼公司的子公司）在將DARPA有效載荷集成到其航天器上時也遇到了挑戰。但DARPA強調，RSGS最終已做好飛行準備。假設發射按時進行，RSGS將在經過10個月的地球同步軌道飛行后，于2027年開始工作，其飛行將采用電推進系統。
DARPA的最終目標是支持一艘能夠在軌道上運行數年的維修航天器，該航天器有望為其他航天器提供數十次維修服務。此外，該機構強調，維護工作將不僅限于為航天器補充燃料。
“即使是功能齊全的衛星，也常常因為搭載過時的有效載荷而縮短使用壽命——這對價值數億美元的資產所有者來說無疑是令人沮喪的。地球同步軌道衛星一旦進入軌道就無法獲得任何支持，因此它們配備了冗余系統和最大燃料容量，這增加了它們的復雜性、重量和成本，”美國國防高級研究計劃局（DARPA）表示。
因此，總體方法包括在航天器上安裝新的有效載荷，以及進行預防性維護：軌道調整、修復機械問題和進行檢查以解決可能出現的任何其他異常情況。
一顆典型的地球靜止軌道衛星的壽命約為15年。與SpaceX的星鏈衛星（運行于低地球軌道，LEO，壽命可能只有5年）相比，這已經是非常長的壽命了。但星鏈和其他LEO衛星的快速更新換代也確保了這項技術不會老化，并且可以頻繁且低成本地更換衛星。而地球靜止軌道衛星則無法做到這一點。
DARPA及其合作伙伴需要證明他們能夠以經濟高效的方式為地球靜止軌道衛星提供維護服務，而發射一顆地球靜止軌道衛星的成本高達數億美元。他們還面臨著來自其他眾多公司的競爭，這些公司都在積極探索太空服務領域，例如Astroscale和泰雷茲阿萊尼亞宇航公司。
但DARPA不僅認為他們的方法可行，還表示RSGS項目將徹底開創衛星運行的新模式。
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