在太空中修复破碎的卫星可以为公司节省大笔资金

WorldView-4在2018财政年度为DigitalGlobe的母公司Maxar带来了8500万美元的收入，该航天器的投保额为1.83亿美元。(Maxar表示，它打算寻求所有这些资金。)但是，如果服务公司提供了修复轨道卫星的方法，数千万美元，Maxar将不会面临财务漏洞。WorldView-4只需要一台新的陀螺仪即可重新启动和运行。

截至目前，如果卫星在轨道上失效并且无法操作，则无需做任何事情。卫星从有用转变为潜在危险; 已失效的卫星可能成为空间碎片，对可能造成碰撞风险的航天器造成危害。这种影响可能造成成千上万的垃圾，这也对太空中的其他车辆构成威胁。因此，弄清楚如何修复 - 或至少清理 - 死亡的卫星非常重要。

“如果我在同一轨道上有数百颗卫星将要穿越路径，那么我希望得到那些失败和潜在威胁的卫星，”Astroscale首席运营官克里斯·布莱克比说道，他是一家国际公司。告诉The Verge，要清理空间碎片。“如果我是卡车运输公司，我的卡车在高速公路上发生故障，那就是一样的; 我不想把它留在那里。“

几家航空航天初创公司正在研究有朝一日能为DigitalGlobe和Maxar提供解决方案的技术。这些公司提议建造太空船，留在太空并与失败的卫星会合。有些人的目标是通过将它们拖到地球附近来摆脱它们，这样它们就会从轨道上掉下来并燃烧在我们星球的大气层中。其他人提出了另一种解决方案：在工艺中添加替换零件，以便它可以按照预期继续工作。

幸运的是，似乎WorldView-4仍然在Maxar的控制范围内。其中一颗卫星陀螺仪发生故障，这是一种旋转转子，许多航天器用它来帮助它们指向。由于WorldView-4的任务是拍摄超精确的地球图像，因此失败意味着卫星不再能够真正完成其工作。Maxar说它已经将车辆变成了“安全配置”。

“我们将继续保持对卫星的运行控制并监测其位置和健康状况，但卫星无法收集新的图像并且可能无法恢复，”Maxar的一位发言人在给Verge的一份声明中说。因此，如果需要，公司可以使用车辆的机载推进器移动航天器，如果需要，可能有一天将其存放在大气中。但如果卫星能够得到修复，那么Maxar将继续为其太空投资赚钱。

这种修理工作实际上是NASA的航天飞机曾经提供的东西。1984年，挑战者号航天飞机上的宇航员使用车辆的机器人手臂捕获了一颗在轨道上有一些问题的天文卫星。然后，机组人员重新整理了航天器并更换了那些没有工作的系统，然后将它们放回到地球周围的路径上。卫星随后在接下来的五年里继续正常工作。

由于航天飞机已停产，因此不能选择专门的维修。但是，像科罗拉多州的Altius Space Machines这样的公司希望有一天能够出售这种服务，而不仅仅是机器人卫星。例程相对简单：将所需的任何备件发射到轨道上，服务卫星去检索该部分，然后服务人员会遇到失败的卫星和部件上的钉子。如果那个服务人员在许多其他卫星使用的轨道上，它可以作为修理厂。

维修的部分兴趣是因为制造航天器并不需要花费太多时间。“很多时候，当太空船发生故障时，只有一两个部件死亡，其余部分仍在工作，”Altius Space Machines公司总裁兼首席执行官Jonathan Goff告诉The Verge。

但是，这种维修操作所需的技术尚未完全成熟。航天器需要能够与卫星会合并与它们精确对接 - 速度为每小时17,000英里或更高。自动处理所有这些将需要一套传感器和摄像头来帮助引导车辆穿越太空。然后，一旦服务卫星到达其中一个目标，它将需要能够执行非常技术性的程序，例如连接新的硬件或转移燃料。

另一个大问题是可访问性。现在进入太空的卫星并不是完全可以被抓住的。WorldView-4被认为是“非合作的”，这意味着它没有任何允许其他航天器停靠的功能。目前正在进行的许多卫星服务公司正试图提出某种标准化接口来解决这个问题。这个想法是，在未来，所有卫星都将建立一个包含某种格斗特征的界面。

对于Astroscale，擒抱将涉及某种磁体系统。这样，卫星可以更容易地附着和分离。(虽然Astroscale的任务不仅仅是修理卫星，而是更多关于将它们拖到地球后将它们拖到地球上。)“它就像一辆汽车，”布莱克比说。“它有一个障碍，所以如果它在高速公路上失败，AAA可以来拖走它。”

对于专注于服务的Altius来说，它的界面会更复杂一些。它不仅包括一个擒抱系统，还包括某种即插即用端口，这将允许航天器将各种电子设备安装到故障卫星上。此外，界面将包括某种用于在卫星用完推进剂的情况下输送流体的系统。“这些界面不仅仅用于修复破坏的东西，”高夫说。“一旦添加了这样的界面，就可以使用它来升级以增加卫星的功能。”

由于WorldView-4不是为了维修而构建的，因此它的未来似乎很严峻。但戈夫认为，如果它有某种插入式接口，也许新的陀螺仪可能已连接到卫星外部。这将需要一些软件调整，以重新校准车辆的新形状和重量，以及陀螺仪的新位置。“据我了解，这应该是完全可能的，”他说。“我真的不能想到任何移动到外面的组件都不是一个大问题。”

WorldView-4可能注定失败，但将来可以保存其他卫星。有许多正在进行的示范任务，其中许多是由Maxar完成的。NASA和Maxar正在开发一种名为Restore-L的航天器，它将试图为已经在轨道上的政府拥有的卫星Landsat-7加油。Maxar正在开发新的维修技术以及为DARPA服务的卫星RSGS。这些任务中的大多数都是针对20世纪20年代的发射。

现在考虑所有这些是关键，因为像SpaceX，OneWeb，Iridium等航空航天公司希望在未来十年内将数百到数千颗卫星送入轨道。这只会增加在太空中破裂的探针的百分比。布莱克比说，他的公司估计，在他们的任务完成之前，大约有5%到10%的卫星会以某种方式发生故障，他说这是一个保守的数字。

“已经是一个拥挤的轨道环境，”布莱克比说。“所以有一些计划来减轻未来事故的可能性，这将是至关重要的。”