美国海军研究实验室（NRL）和DARPA（国防高级研究计划局）开发了一种能够在轨道上为卫星提供服务的机器人载荷。这种载荷旨在执行维修和升级，承诺通过增强寿命和降低与卫星服务相关的成本来彻底改变卫星操作。在成功完成热真空测试并与诺斯罗普·格鲁门公司合作后，该项目计划在2026年发射，为新的弹性和适应性强的太空基础设施时代铺平道路。
美国海军研究实验室（NRL）的国家太空技术中心（NCST）与DARPA合作，成功完成了一种设计用于在轨道上为卫星提供服务的太空飞行合格机器人套件的开发。这一里程碑于10月8日实现。
由DARPA资助，NRL开发了地球同步轨道卫星机器人服务（RSGS）集成机器人载荷（IRP）。这项开创性技术已移交给DARPA的商业合作伙伴，诺斯罗普·格鲁门的SpaceLogistics，用于与任务机器人车辆（MRV）进行集成，这是一种航天器总线。
“最近完成的热真空测试标志着实现项目目标的重大里程碑，即在不久的将来展示在轨机器人服务能力，”NRL研究主任布鲁斯·丹利博士说。“NRL对机器人载荷的贡献是实现这一愿景的关键部分，这承诺将改变地球静止轨道上的卫星操作，降低卫星运营商的成本，并使我们能够实现超越我们今天所拥有的能力。事实上，预期的能力对于国家安全和民用应用都具有潜在的革命性。”
作为DARPA的RSGS项目机器人载荷开发商，NRL着眼于未来，设计、建造、集成和测试开创性的卫星服务能力。“这种合作为商业和政府卫星解锁了新的服务机会，使通常的近距离检查、轨道调整、硬件升级和维修成为可能，”NRL NCST航天器工程部主管伯尼·凯尔姆说。“我们创建了先进的太空飞行硬件和软件，将显著增强卫星服务操作，包括所有机器人控制。”
位于地球大约22,000英里以上的地球同步轨道上的卫星对于军事、政府和商业通信、地球观测科学和国家安全服务至关重要。
目前，由于无法执行在轨维修或升级，航天器面临重大挑战。为了补偿缺乏服务选项，卫星通常装载有备份系统和额外的燃料，导致复杂性、重量和成本增加。如果这个项目成功，卫星可以根据新技术进行在轨升级，以延长它们的服务寿命，凯尔姆补充说。
“军方经常修理损坏的飞机、坦克、船只和卡车。我们用最新的雷达、计算机和发动机升级飞机和船只，”NRL机器人和自主系统的高级科学家格伦·亨肖博士说。“卫星是我们购买的唯一不能在野外修理或升级的昂贵设备，这浪费了纳税人的钱。RSGS旨在改变这种情况；我们打算展示我们可以使用机器人升级和修复这些宝贵的资产。”
测试活动让机器人载荷经历了在轨时将面临的一系列温度范围，并在类似太空的真空条件下进行。工程师测试了载荷的所有方面，包括航空电子设备、相机和灯光，并演示了所有操作，包括其两个机器人臂的操作，包括发射锁定部署、校准和工具更换。测试还验证了SpaceWire通信和机器人合规性以及视觉伺服控制模式。
“NRL的RSGS团队花了将近10年的时间专注于完成这种首次机器人服务载荷的目标，”NRL RSGS项目经理威廉·文森特说。“IRP TVAC的完成是一个巨大的里程碑，也是一群敬业人员无数小时工作的成果。就像第一次送孩子上大学一样，将IRP运送到杜勒斯是一个苦乐参半的经历。”
NRL工作了20多年，以成熟技术使RSGS项目成为可能。RSGS旨在安全、可靠地维修和升级有价值的商业、民用和国家安全卫星，其中一些卫星的成本超过10亿美元。在不久的将来，机器人卫星“机械师”可能会通过升级各种能力，包括新的电子设备、推进和传感器能力，来延长卫星的有用寿命。RSGS机器人可以展示广泛的服务，作为在轨建造大型结构的前奏，这些结构可能包括下一个伟大的观测站、太阳能电站或其他革命性的新系统。
“我们希望这最终会导致更模块化、更易于维护的航天器，”亨肖说。在预计2026年搭载诺斯罗普·格鲁门的MRV航天器总线上发射后，机器人载荷将进行初始检查和校准，随后进行全面的操作服务任务。
参考资料：《darpas-robots-to-the-rescue-transforming-satellite-maintenance-in-space》