1.第一代延寿飞行器(MEV)
诺格的在轨服务航天器第一代产品为MEV即“任务延寿飞行器”,目前在轨使用了2个,客户都是国际通信卫星公司的卫星。MEV飞到服务对象所在位置、贴上去然后带着服务对象一起飞,从而让那些自身燃料虽然耗尽、但载荷还能工作的卫星起死回生。这绝对是航天服务的创新,但最大问题在于,MEV是一个整体不可分割的系统,集成了用于捕获卫星的机械装置、与卫星绑定的机械装置以及推进卫星的动力模块,这就导致一个MEV只能服务一颗卫星。
诺格MEV-1飞行器同“国际通信卫星”901实现对接|来源@宇小航
直到客户卫星彻底退役,MEV才能离开这颗卫星并奔赴下一个服务对象。从MEV的成本来看,为一颗价值几亿美元的大卫星延寿多年是值得的,但其服务周期过长,应用的性价比整体上不高。
2.第二代任务机器人延寿飞行器(MRV)
作为诺格的卫星在轨服务子公司,空间物流公司宣布拟在2024年进行“任务机器人飞行器”(MRV)的首飞。该型飞行器配备机械臂,可把推进背包装到濒死卫星上面,首家客户为澳大利亚最大的卫星运营商澳普图斯。
首飞用的MRV和称为“任务延寿吊舱”(MEP)的3个推进背包,眼下正在进行组装。空间物流公司副总裁安德森说,3套设备都将随2024年的MRV首飞任务上天,其中一个装到澳普图斯公司的一颗卫星上,另两个将供尚未宣布的其它用户使用。作为推进装置的MEP,能让2吨重的一颗卫星延寿6年。
MRV概念图|来源@Northrop Grumman
MRV和3个MEP将在与火箭分离后单独部署,利用太阳能电推进升往静地轨道。MRV重3吨,3个MEP各重约400公斤。每个MEP将被MRV捕获并送至客户卫星所在位置。MRV与客户星交会对接,将MEP按装到客户星上。MRV随后脱开,再去抓取另一个MEP,以为下一家用户提供服务。
MRV按留轨10年设计,寿命期内共能安装多达30个MEP,其服务价格未披露。安德森说,这项服务与MEV不同,是把MEP作为一种产品来出售——MRV归空间物流公司所有,但MEP吊舱则归客户方所有和使用。
3.两代之间的迭代思路
诺格的第二代产品相比于第一代产品,飞行器构型大幅改变,从“一对一”服务的MEV调整为“一对多”开展工作的“MRV+MEPs”。MRV和MEP是可分离的两种飞行器,不仅在轨工作时可分离,发射时也是作为相互独立的两个载荷分别爬升、进入地球同步轨道。每次发射会将多个MEP送入轨道,每个MEP爬升至目标卫星“家门口”待命;MRV则挨个上门服务,先奔向其中一个MEP,通过机械臂将这个MEP和目标卫星对接在一起,然后再飞到另一个MEP,重复同样的工作。这样,在轨服务航天器的功能被分散了,捕获、对接的事交给MRV,MEP只管对接后为客户提供动力即可,系统更简单,产品更简洁。
“任务延寿飞行器”(MEV)与用户卫星对接在一起|来源@宇小航
从一代产品到二代的变化,我们可以这样理解:原来是MEV、也就是“专享师傅+产品”上门安装,安装完了师傅也不走,得等到客户再也不需要使用该产品了,师傅和产品一起离开,再去服务下一家客户;现在是单独的产品MEP和共享的师傅MRV,产品先发送到不同客户家门口,师傅上门完成安装,然后到下一个地点为新的客户安装新的产品,能够大大提高服务的性价比。
MRV接近卫星概念图|来源@Northrop Grumman
有人问,让一个师傅跑来跑去,不累么?MRV在GEO轨道上通过机动改变位置很容易实现,因此一个师傅不费力就能完成多次上门服务。还有人问,MRV为什么不和多个MEP一起完成轨道爬升、接近目标卫星然后一个一个安装MEP——也就是说,师傅为什么不带着全部产品挨家跑,而是要让产品先送货上门、师傅再来安装?宙叔想说,这还用问么,看看咱地球上的家具、电器购买,安装师傅怎么可能带着全部客户的洗衣机、电视、空调等等挨个儿奔向各家呢?当然是商品先发货到家,师傅再挨个儿上门安装了。同理,每个MEP可是400千克的大家伙,全部装在MRV上来回跑极不经济,各自先到达客户位置,等着师傅来安装是最好的。而且,师傅一直在天上待着,下一次再发射多个MEP入轨,MRV继续挨个上门服务即可——如果这一个师傅忙得过来的话。
MEP结合客户卫星概念图|来源@Northrop Grumman
总的来说,诺格此前的MEV可以视作过渡型号或技术验证兼应用的第一代服务模式。真正能让在轨延寿以高性价比实施的模式,是当前的“MRV+MEPs”第二代产品。它继承了第一代产品的服务理念和优势,又弥补了第一代服务周期长、不够经济的弊端,为在轨服务开辟了一条新的道路。
此外还有一点值得关注。由DARPA投资、美国海军研究实验室研制的机械臂,竟然以商业模式让诺格公司放到MRV平台上使用了。诺格当然有需求,但DARPA图个啥?为了获得这种机械臂的应用数据和效果评估。从投资、技术转化到工程应用,从商业到军事,国家军政部门与商业公司这样的合作形成了比较完整的闭环,为各方都带来了显著价值。
参考文献:
[1]潮科技|「诺格」在轨服务飞行器实现与服务卫星对接,MEV-2或将在静地轨道上对接,
[2]Orbital ATK Introduces Next Generation of In-Orbit Satellite Servicing Technology,
[3]Mission Robotic Vehicle (MRV) Satellite Technology - Northrop Grumman,
责任编辑:王鹏鹏