太空部队寻求在轨加注燃料的市场答案

美国 - 艾赫巴里通讯社

太空部队寻求在轨加注燃料的市场答案

美国太空部队（U.S. Space Force）正在为卫星在轨加注燃料的未来铺平道路，这项能力有望延长任务寿命并提高操作灵活性。在这一不承诺建立全面物流网络但已表明意图的举措中，该部队最近通过信息征询（RFI）征求了行业意见。这一努力是培育太空燃料加注服务商业市场的第一个关键步骤，预计到2030年，初步解决方案将能够投入使用。

RFI由太空系统司令部（Space Systems Command）内的服务、移动和后勤计划办公室（Servicing, Mobility and Logistics program office）发布。它特别要求提供“为轨道上已准备好的客户提供燃料加注服务的技术概念和方法”，邀请公司为这一新兴需求提出创新解决方案。Astroscale U.S.公司高级副总裁Clare Martin将RFI描述为“非常积极的一步”，强调了它在推进这一概念方面的重要性。

Astroscale公司积极参与该领域，正在开发自己的燃料加注飞行器Provisioner，该飞行器部分由太空部队资助。该公司正准备在地球静止轨道（geostationary orbit）上进行首次任务，届时Provisioner将尝试为一颗美国军用卫星进行肼（hydrazine）燃料加注操作。这次任务代表了展示此类操作可行性的重要技术里程碑。

除了收集新想法，太空部队在2024年还采取了具体措施，为燃料加注接口选择了两个首选硬件接口：RAFTI（快速可连接流体传输接口）和PRM（被动燃料加注模块）。这些选择为卫星制造商和服务公司提供了更清晰的指导，使他们能够设计能够在轨道上连接和交互以进行燃料加注的航天器。这种标准化被认为对互操作性至关重要。

然而，这些接口的选择仅仅是开始。接口标准的出现并不能保证有足够数量的“油轮”飞行器可用，也不能确保不同计划之间的推进剂兼容性，或者与简单更换卫星相比具有价格竞争力。此外，关于燃料加注飞行器如何在竞争或敌对环境中运行的关键问题仍然存在。太空部队仍然不清楚商业燃料加注市场是会自行成熟，还是需要持续的政府支持来发展。

Astroscale的Provisioner配备了由Orbit Fab开发的RAFTI接口。PRM接口由Northrop Grumman公司开发。Martin解释说，太空部队选择两个接口，承认可能存在多种技术方法并存。目标是在鼓励标准化的同时，促进竞争并避免供应商锁定。尽管Provisioner使用RAFTI，但Astroscale强调其“接口无关”的方法，专注于提供服务，而不是被绑定到特定的技术实现。

Martin进一步指出，太空部队“花费了大量时间和精力来评估它们及其能力”，并认为RAFTI和PRM是最成熟的选择。“他们指定了这些接口，但将其余部分留给了行业来决定如何与之互动。”从采购角度来看，这一选择旨在促进未来的服务合同。如果多个国家安全卫星计划采用兼容的接口，政府就可以“按服务购买”燃料加注，从而简化采购并可能降低与为每个任务定制解决方案相比的成本。

RFI表明，太空部队正从初步演示任务着眼于更广泛的运行架构。“这是一个好迹象，表明他们现在所做的工作将超越这个初始阶段，进入未来，”Martin评论道。这个未来阶段涉及远超物理对接接口的复杂问题。

Astroscale、Northrop Grumman等公司正在开发必要的“航天器”或“油轮”，它们将在燃料库和客户卫星之间运送推进剂。Northrop Grumman为配备PRM的航天器开发了主动燃料加注模块，而Orbit Fab则为RAFTI接口创建了GRIP喷嘴系统。整体架构仍然是流动的，有各种关于这些元素如何相互作用的概念：客户航天器可以前往燃料库，燃料库可以被带到客户那里，或者专门的服务航天器可以在两者之间移动。

构建这个复杂的生态系统需要供应商之间的大量协调。Martin解释说：“为了给我们提供可以构建我们服务的构建块，我们需要研究我们如何实际采购燃料。我们从哪里获得肼？我们需要与实际的发射提供商合作，了解我们是否需要直接运输，我们是否可以进行地球同步转移，发射的可用性，运载火箭的尺寸。”“所以，这需要一个完整的行业解决方案。”

虽然Astroscale的Provisioner发射时间表尚未最终确定，但集成和测试正在进行中，该公司表示：“我们将在今年准备好发射。”太空部队官员已表示，即将进行的一项任务将部署两个配备RAFTI接口的小型卫星，以进一步测试该概念，其中一颗卫星将尝试与Orbit Fab的推进剂库对接，另一颗将与Astroscale的燃料航天器对接。

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