原標題：這命，是續還是不續？

人，總是會犯錯誤的；機器，總是會出故障的。在我們的地球上，從手機翻新到汽車道路救援，各種維修服務早已是人類剛需。而大氣層之外圍繞地球飛行的人造衛星，同樣需要維修服務。

怎麼修？

派一顆衛星，去拯救另一顆衛星。

世界軍火巨頭、航天公司諾斯羅普·格魯曼（下稱諾格）和國際通信衛星公司（Intelsat）2月26日宣佈，諾格的在軌服務飛行器“任務延壽飛行器”（MEV-1）25日同國際通信衛星公司一顆衛星成功實現對接，好讓這顆已有近19年星齡的衛星能夠延遲5年“退休”。載人航天器在軌交會對接並不新鮮，但無人的衛星對接，尚屬歷史上第一次。

諾格2月25日公佈的照片顯示任務拓展飛行器MEV-1 正在接近地球同步軌道衛星 Intelsat 901

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通過在軌維護延長“壽命”的這枚衛星編號Intelsat 901，屬於國際衛星通信系統的一部分，承擔着爲歐洲和美國提供話音、圖形業務的職責。兢兢業業工作19年之後，它該退休了，而退休的人造衛星最終歸宿，基本是成爲空間碎片、太空垃圾。

地球軌道上的空間碎片是危險的。好萊塢大片《地心引力》講的就是空間碎片撞擊國際空間站而引發的故事，而現實中的危險也已經上演：2009年，俄羅斯失效衛星與美國銥星33號發生碰撞，產生大量碎片；2019年9月，歐空局氣象衛星不得不機動變軌，以避免與SpaceX公司的星鏈衛星“撞車”。

鑑於太空網、太空叉等空間碎片主動清除技術大多還處於試驗階段，生命末期的航天器自我處置就很重要了。

近地軌道衛星由於大氣阻力作用，會逐漸下降至再入大氣層燒燬，或受控落入人煙稀少的南太平洋；負責任的星們還紛紛加裝離軌帆，以縮短墜落燒燬的週期。

而在部署通信衛星的最佳位置——大約36000公里的地球同步軌道上，軌道衰減慢得多，主動離軌代價又太大，只能讓航天器升軌進入比地球同步軌道高200~300公里的軌道，確保100年內不會與工作中的衛星相撞。這一更高的軌道被稱爲墓地軌道，又叫垃圾軌道或棄星軌道。

本次衛星交會對接，就發生在這裏。燃料雖將耗盡但其工作載荷並未失效，Intelsat 901的擁有者國際通信衛星公司捨不得讓這麼昂貴的衛星就此壽終正寢，採購諾格公司的任務延壽飛行器MEV-1遠赴墓地軌道提供服務。

2019年10月，衛星發射升空；12月，Intelsat 901衛星停止工作，開始爲對接做準備。用了大約三個月的時間，MEV-1到達服務對象所在的墓地軌道，實施交會對接。MEV-1的對接裝置插入Intelsat 901的遠地點發動機噴管、鎖住對方，並在對接後進行了一系列測試，以確定組合體性能。

接下來，組合體將移出墓地軌道、進入GEO工作軌道，大約5年後重返墓地軌道。屆時，組合體分離，發揮完餘熱的Intelsat 901徹底退役，而設計工作壽命不少於15年的MEV-1正當年富力強，將奔向下一位客戶。

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無人航天器在軌服務的構想提出已久，技術也預研了很多年，這一次終於付諸實踐了：不僅救活了一顆高價值衛星，還有效減少了地球軌道上的垃圾數量。諾格公司說，本次的衛星延壽服務只是第一步，“我們的願景是要建立一支服務飛行器編隊，不僅延長衛星壽命，還提供傾角變化和航天器檢查等其他服務，並利用先進的機器人技術執行更多功能，比如在軌維修和組裝。”

顯然，火箭、飛船皆覆蓋的諾格公司，在航天器在軌服務領域也要成爲全能生。這一次任務貌似不太複雜，其前提是救援對象自身並無故障、尚能再戰。那麼，如果目標航天器壞了，還能救嗎？

軟件壞了不難，上載補丁或修復程序。硬件就麻煩了。畢竟，環繞地球飛行的物體中，只有哈勃望遠鏡和國際空間站得到了維修和更新——它們位於近地軌道，而且是由人手動維護的。

上演於高軌道的MEV-1無人維修任務，屬於相對簡單的拖車或外掛“副油箱”模式。在更多的應用場景中，需求比“拖車”複雜得多。這就要用上諾格公司提到的先進機器人技術了——不是普通機械臂，而是人工智能加持的機器人系統，爲目標飛行器提供加油、維修、裝配等在軌服務。

目前，這一領域最複雜的任務設計是美國國家航空航天局（NASA）的Restore-L航天器。藉助五大關鍵技術——自主實時相對導航系統、服務航電設備、靈巧機械臂、先進的工具驅動和工具、推進劑輸送系統計劃，2023年發射的Restore-L將與一顆政府低軌衛星會合、捕獲對方，並幫其延長壽命。

儘管2023年的任務對象是一顆政府衛星，據NASA所說，Restore-L技術所打造的天基信息平臺具備廣泛的擴展性，將有助於“爲衆多政府和商業任務提供新的架構和能力、在軌建造大型通信天線和望遠鏡、突破火箭造成的運載體積限制、精密機器人代替宇航員的部分艙外活動任務，以及通過計劃內或計劃外維修讓延長任務持續時間成爲可能。”

2019年8月6日，在位於法屬圭亞那的歐洲航天發射中心，載有 Intelsat 39 和 EDRS-C 兩枚衛星的阿里安 5 號運載火箭發射升空

NASA說，他們將把Restore-L技術轉讓給商業實體，以助推在美國開啓一個新的服務產業。“維修終將成爲太空中的日常業務。一旦成了慣例，政府和商業公司就能夠模塊化地發射通信設施或探測器，然後由機器人在軌組裝。”

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在軌服務如此重要，爲什麼姍姍來遲？反對的理由來自四方面。第一，延壽是否值得？ 地球同步軌道衛星壽命一般爲15年，15年間衛星載荷技術必然更新換代，如果再給衛星延壽10年，意味着衛星後期工作時使用的是25年前的技術，這肯定不符合地面對主流技術的要求。

在軌服務靈活性有限。以MEV-1的此次任務爲例，它與“客戶”綁定工作5年，5年後才能去服務地球同步軌道上另一個位置的另一顆燃料恰好耗盡、需要救援的大衛星。“恰好”的意思是，如果未能在時間上無縫對接，MEV就得自己在GEO上漂着等待。

由於MEV一個週期內只能服務於一顆衛星，那麼如果同時，或者短期內有N顆大衛星需要延壽，就得發射N個MEV一對一地服務——下一批需要服務的衛星如果沒能無縫銜接，這N個MEV就依然漂着。MEV的在軌服務事件貫穿整個5年甚至10年的長週期，各種意外難以預料。服務模式的不確定性，必然帶來系統成本的提升。

在軌服務的目標是節約，但在軌服務器自身成本也並不是一個小數字。對衛星進行燃料補給，同樣需要發射火箭將裝載燃料的機構送入軌道，雖然成本低於新造衛星，上億美元也是需要的。如此不菲的代價，最終維護的卻是一顆處於十幾年前技術水平的大衛星，加註就顯得很不合算了。

近年來小衛星星座的迅猛發展，也爲反對之聲增加了砝碼。地球同步軌道大衛星市場，總的發展趨勢是越來越小——衛星星座領域正在發生翻天覆地的變化，技術、系統、商業模式的更新換代根本等不了10年。儘管目前GEO軌道上仍有不少傳統大衛星，根據現在的技術趨勢，花成本、冒風險去延壽十幾年前的舊技術，真的是一種廣泛認可的需求嗎？

於是，有人提出了一個看上去更加合理的觀點：與其費勁延壽，爲什麼不降低靜地衛星製造成本、加速衛星技術更新換代呢？或者，乾脆用低軌小衛星星座？

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更大的爭議來自其使用目的。本次任務中的目標衛星已經在軌工作19年。19年前升空、更久以前完成研製的它不太可能預留對接口，因此服務衛星MEV-1只是以物理連接的方式抓住對方，然後通過自身動力帶上Intelsat 901一起機動工作。

這意味着，任何一顆不受控的衛星——無論是否裝有對接機構，都可能被另一顆衛星捕獲。來者是客，成就一段外太空提供上門服務的佳話；來者爲敵，則可能輕而易舉摧毀自己。

當然，這並不只是衛星在軌服務技術面臨的悖論。從遠古時代的冷兵器到信息社會的人工智能，技術從來都是雙刃劍：可造福人類，亦可毀滅世界。

無論引發多少憂慮，技術仍然在繼承與創新之中前行。諾格公司正在製造的第二個服務飛行器在工作模式上有所優化，MEV-2與目標衛星將在地球同步軌道上對接。也就是說，被救援衛星不需要中止工作並升軌至“墳墓軌道”，它可以留在原位一邊工作一邊接受服務。MEV-2將在今年晚些時候由阿里安航天公司的阿里安5號火箭發射。

緊隨首次任務的成功執行，美國國防高級研究項目局（DARPA）將諾格公司選定爲“地球同步衛星機器人服務”（RSGS）計劃的商業合作伙伴。在諾格的MEV平臺上，DARPA將加載由美國海軍研究實驗室研製的靈巧機械臂、工具和傳感器，用來爲地球同步軌道上的衛星提供更多服務。“對我們寶貴的靜地資產實施檢查、修理、延壽和改進不僅能夠辦到，甚至可走向常態化。”

商業衛星的第一次交會對接，諾格成功了，這一事件爲整個在軌服務市場注入樂觀信號。美國智庫、北方天空研究所（NSR）3月發佈的“在軌服務和空間態勢感知市場”第三版報告認爲，到2029年，衛星壽命延長、重新定位、脫離軌道、打撈、機器人和空間態勢感知等應用的累計收入將超過31億美元。

來源：2020年3月18日出版的《環球》雜誌 第6期

監 制：胡豔芬 責任編輯：林睎瑤

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