Astroscale LEXI-P在西班牙通过重要测试——GEO卫星的“一次性时代”有可能结束吗?

Astroscale于2026年3月20日宣布,其地球静止轨道(GEO)卫星寿命延长服务商LEXI-P(Life Extension In-Orbit – Prime)实现了新的技术里程碑。由Astroscale美国团队开发的LEXI-P已在西班牙GMV机器人实验室完成了集成RPO有效载荷的闭环六自由度(6DoF)测试。

测试期间,确认了进近、定位和对接的每个动作,并进行了模拟,再现了12至15米距离处的最终进近阶段。 LEXI-P 巴士正在与西南研究所 (SwRI) 合作制造,预计将于 2027 年投入使用。

从: GEO 中的卫星寿命延长:我们的 LEXI 服务程序如何最大化卫星价值

【编辑部评论】

为了理解这个消息,首先要记住的是:GEO(静止轨道)这就是舞台的特殊性。 GEO卫星的高度约为36,000公里,与地球自转同步,因此它们始终出现在距地面相同的位置。许多充当电视广播、气象观测、军事通信等社会基础设施支柱的卫星都集中在这里。到达这个轨道本身的成本极其昂贵,并且在卫星发射后丢弃卫星存在经济和战略上的犹豫。有。

地球静止轨道卫星决定“寿命”的最大因素是燃料消耗而不是飞机老化。是。即使通信设备和电子元件完好,卫星在耗尽维持其位置的燃料(推进剂)时也将无法运行。 LEXI-P 旨在为这一挑战提供直接答案。它发射另一艘航天器作为“修理工”,并在燃料耗尽时与卫星对接,接管其姿态控制和位置维护功能。在地面上,这个想法可以与维修店或加油服务相比较,但在轨道上它本身就是一个极其先进的技术挑战。

此次6DoF(6自由度)测试是确保其技术可靠性的重要一步。 6DoF是指物体在三维空间中共有六个运动自由度:“前后、左右、上下平移”和“滚动、俯仰和偏航旋转”。换句话说,LEXI-P的RPO软件在模拟太空中所有运动的地面测试环境中得到了验证。值得注意的是,这不是遵循预定动作的“开环”,而是实时处理摄像机图像并当场做出决策的“闭环”。这意味着在与在轨实际操作极其相似的环境中进行地面验证。

另一方面,有些问题也需要保持冷静。 LEXI原本计划在2026年发射,但这一宣布将其推迟到2027年。太空探索中的时间表变化并不罕见,但考虑到竞争对手急于建立商业服务的趋势,我们正在接近一个时间表管理将与未来竞争力直接挂钩的时刻。

安全隐患是一个不容忽视的潜在风险。国际社会正在密切关注这样一个事实:GEO 卫星的接近和对接技术在技术上是同一枚硬币的两个面:民用“维修服务”和军用“干扰能力”。Astroscale U.S. 也在为美国太空军 (USSF) 开发 Provisioner™,这一事实强调了该技术的双重用途性质。从法规方面看,目前的情况是国际共识的建立跟不上技术进步的步伐,未来空间交通管理(STM)和在轨服务等国际规则的制定将决定整个业务的成败。

从长远来看,LEXI-P象征着向卫星不再是一次性的空间的过渡。如果将单颗卫星由多个服务商轮流照顾,完成任务后安全处置到墓地轨道的系统标准化,也将有助于缓解GEO轨道带的空间碎片问题。日本初创公司 Astroscale 能够在该领域制定全球技术标准,这是日本航天工业的一个值得注意的趋势。

【术语解释】

GNC(制导、导航和控制)
将航天器精确移动和定位到目标位置的控制技术的总称。根据传感器的信息,实时调整航天器的姿态和轨迹。

RPO(交会和邻近操作)
两艘航天器在外太空相互接近并对齐的一系列操作。这是对接前最困难的阶段之一。

6DoF(Six Degrees of Freedom/6自由度)
指物体在三维空间中可以进行的六种独立运动(三个平移轴(前后、左右、上下)和三个旋转轴(滚动、俯仰和偏航)。航天器测试涉及在模拟所有这些运动的地面环境中进行验证。

闭环测试
反馈传感器获取的实时信息并将其反映到控制中的测试方法。与仅遵循预设操作程序的“开环”不同,可以执行与实际操作环境非常相似的验证。

AOCS(Attitude and Orbit Control System/姿势・轨道制御システム)
控制卫星姿态(方向)和轨道位置的子系统。如果这个系统出现故障,即使还有燃料,卫星也很难正常运行。

墓地轨道(Graveyard Orbit)
比GEO高数百公里的轨道,在GEO卫星完成运行后运送它们。目的是缓解因卫星留在轨道上而造成的空间碎片问题。

CAPEX(Capital Expenditure/设备投资)
公司用于长期资产购置以及设备维护和更新的资本支出。在卫星运营中,它通常指制造和发射卫星的成本。

[参考链接]

星规官方网站(外部)
一家总部位于日本的专门从事轨道服务的公司。我们为从 GEO 到 LEO 的所有轨道上的卫星寿命延长、碎片清除和处置提供支持。

LEXI-P 任务页面(官方 Astroscale)(外部)
GEO卫星寿命延长任务“LEXI-P”的官方页面。您可以查看开发状态、技术规格和多任务支持的详细信息。

西南研究院(SwRI)官方网站(外部)
一家位于美国德克萨斯州的非营利性研究机构。他在航天器工程方面拥有丰富的经验,并负责 LEXI-P 总线制造。

GMV官网(外部)
总部位于西班牙的航空航天和国防技术公司。它拥有一个机器人实验室,对LEXI-P进行了6DoF测试,并在GNC技术方面具有优势。

Astroscale美国官方网站(外部)
Astroscale 的美国子公司,开发 LEXI-P 和 Provisioner™。它还负责为美国太空军提供地球同步轨道服务。

[参考文章]

Astroscale揭示了其在轨加油车的操作概念(SpaceNews)(外部)
美国Astroscale公布了GEO补给车“APS-R”的概念。它由 SwRI 制造,使用穿梭系统来补充肼。

太空垃圾侦察机捕捉到废弃火箭在轨道上的惊人飞行镜头(Space.com)(外部)
一篇详细文章介绍了 ADRAS-J 于 2024 年 7 月成功拍摄大型碎片的飞行照片,距离接近约 50 米。

Astroscale 希望 Orbit Fab 太空“加油站”能够延长任务寿命(打破防御)(外部)
一篇文章详细介绍了 Astroscale U.S. 和 Orbit Fab 之间的业界第一份 GEO 补给商业合同以及美国太空军的战略利益。

[编者后记]

您对“修复太空卫星并延长其寿命”的想法有何看法?即使航天器耗尽燃料,另一艘航天器也会接管该航天器——这样的未来正在稳步逼近。

支持我们生活的许多电视广播、天气信息和通信基础设施都依赖于地球静止轨道卫星。让我们一起见证这一运动,过去一次性的空间基础设施现在正在变得循环。