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轨道机器人可能很快就能在太空中修复卫星

通过在太空维修和加注燃料,可以减少需要发射到近地轨道的卫星数量。

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欧·马在测试一项能让卫星在太空互相维修和加注燃料的技术。图片来源:Andrew Higley/UC Creative Service

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辛辛那提大学的研究人员正在开发一个新的机器人网络,该网络可以帮助卫星在近地轨道上互相维修。这项工作由航空航天工程师欧·马领导,他曾参与国际空间站和航天飞机机械臂相关的项目。该团队的计划是开发一个机器人网络,使它们能够协同工作,最终在太空中维修卫星。卫星在绕地球轨道运行时很容易损坏,但目前没有有效的维修方法。因此,马以及高级研究员阿努普·萨珊和一群学生对机器人进行了测试。他们让机器人移动带有标记物的绳子到桌子上的特定位置。由于机器人只能单独控制一根绳子,其他机器人必须协同工作,最终将标记物移到正确的位置。

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研究人员发现,使用五个机器人可以完成任务,即使其中一个机器人发生故障。该项目将帮助学生创建自动化导航,使卫星能够对接而不会在太空中相互碰撞,导致物体翻滚。一旦卫星发射升空,就无法在近地轨道上进行维修或加注燃料。这导致大量无用的卫星在近地轨道上漂流。载人任务去维修每一颗损坏的卫星成本太高,效果不佳。但随着越来越多的卫星被发射,修复其中一些卫星将是减少绕地球轨道运行卫星数量的有效方法。

凯斯勒综合征

随着人类不断将卫星送入太空,这些人造物体相互碰撞的风险随着每一次发射而增加。地球周围已有的碎片和天然存在的微陨石已经是一个令人担忧的问题。但当这些物体相互碰撞时,它们会产生更多的碎片。潜在的失控碎片问题,被称为凯斯勒效应或凯斯勒综合征,随着越来越多的卫星被送入太空,已成为一个日益增长的担忧。

SpaceX 最近开始发射其 Starlink 卫星,该项目最终可能形成一个拥有超过 30,000 颗卫星的星座,以在全球范围内提供互联网。每隔几周,就会有一批 60 颗卫星被送入太空,直到星座完成。随着卫星数量的进一步增加,人们的注意力正转向维修现有卫星,而不是在卫星耗尽燃料或出现轻微损坏时用新卫星替换它们。辛辛那提大学的团队并不是唯一考虑维修卫星的人。美国宇航局几年前宣布,他们正在开发一种名为 Restore-L 的服务航天器,该航天器将于 2022 年发射,其唯一任务是服务卫星。根据美国宇航局的 Restore-L 网站,“Restore-L 服务器将与政府拥有的卫星会合、抓取、加注燃料并重新定位,以延长其寿命。” 欧洲空间局也有计划发射其中一个在轨维修机器人。他们称之为 e.Deorbit 的服务卫星。最初设计为捕获和脱轨其他卫星的卫星,该计划在 2018 年进行了修订,允许为其他卫星加注燃料和翻新。e.Deorbit 的计划发射时间不早于 2025 年。

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