美国国防创新部门和太空发展局选择了三家公司,研究提供商业卫星离轨服务的方案。这一举措反映出美国国防部正在寻找一种商业替代方案,以取代专门用于处置老旧航天器的政府能力。D-Orbit、Firefly Aerospace和Katalyst Space获得了合同,合同金额未披露,项目名为“离轨即服务”。
该项目重点关注那些并非为接受在轨服务而设计、可能无法与接近它们的航天器协同工作的卫星。两家机构希望开发一种可扩展的商业能力,能够安全接近这些卫星、捕获它们,然后将其移出轨道。
从初步研究到轨道演示
这些公司将首先开展初步设计和风险降低活动。随后,太空发展局和国防创新部门将评估每种方案的技术成熟度、任务执行方式、时间表和成本承受能力,然后确定哪种方案将进入完整的轨道演示。这意味着,选择这三家公司尚不代表最终胜出,也不意味着已经决定购买运营服务。
这些合同扩大了太空发展局此前开展的一项工作,即在其低地球轨道架构内开发商业卫星处置方案。2024年,该局向包括Starfish Space在内的六家公司授予可行性研究合同,以评估按需离轨服务。随后,Starfish获得了一份价值5250万美元的合同,用于将最多七颗卫星移出轨道。
不同的方案与不一的经验水平
Firefly提议使用其Elytra轨道机动飞行器,与一颗接近寿命终点的卫星交会,执行接近和检查操作,然后实施必要的处置机动。Elytra尚未执行其首次太空任务,但其中包含源自Firefly月球项目Blue Ghost的硬件和软件。
Katalyst正在开展一项与捕获未配备在轨服务能力的卫星直接相关的测试。其Link机器人卫星服务飞行器于7月3日在美国国家航空航天局的Swift Boost任务中发射,原计划与Neil Gehrels Swift天文台交会,使用机械臂将其固定,然后把它提升至更高轨道。Link在7月底的初始运行阶段遇到了姿态控制问题,但公司表示,已上传新的飞行软件,利用剩余执行机构恢复了姿态控制,从而能够继续进行任务准备。
D-Orbit凭借其在轨运输方面的大规模商业记录参与竞争;这家意大利公司于7月使用ION Satellite Carrier执行了其第23次商业任务。不过,其机器人服务技术成熟度较低,目前正在开发GEA飞行器,该飞行器设计用于自主与卫星交会、对接、检查和重新定位。公司表示,这些能力将在欧洲航天局支持、计划于2029年实施的RISE任务中进行展示。
离轨服务要求
两家机构表示,可行的服务必须将多项活动整合为一个可重复执行的流程:
- 将服务飞行器送入正确轨道。
- 自主确定目标位置并接近目标。
- 确定卫星的姿态和运动状态。
- 在不造成空间碎片的情况下捕获卫星。
- 为处置所捕获的总质量提供足够的推进力。
此外,这些步骤必须以足够低的价格完成,使政府购买商业公司的服务成为一个具有吸引力的选项。