在轨服务多样化,航天领域新蓝海
在轨服务(In Orbit Services)包括卫星延寿服务、太空碎片清除等。卫星的在轨服务包括抵近检查、燃料补加、轨道重新定位、维修、修升等活动。
目前,随着卫星热潮的来临,在轨服务机会变得越来越多,在通信、遥感、导航等传统领域之外,卫星在轨服务正在成为新的蓝海,吸引了众多卫星制造商和投资者的目光。
今年上半年,日本宇宙尺度公司(Astroscale)、美国海星(Starfish)公司和瑞士清洁太空公司(Clearspace)已经为其在轨服务业务筹集了约1.19亿美元的融资,全部来自处于发展早期阶段的投资机构。投资者对未来前景充满信心,虽然眼下宏观经济状况不佳。
面对卫星在轨服务这一新兴市场的诱惑,众多卫星制造商和运营商反应不一。
SpaceLogistics太空物流公司是诺格公司的子公司,专注于卫星在轨服务业务,通过对2颗地球静止轨道(GEO)卫星实施延寿任务,成为卫星延寿市场的开拓者,公司还计划明年部署一个更高级的机器人在轨服务器,显著提升其在轨服务能力。
太空物流公司开发的任务扩展飞行器(Mission Extension Vehicles,MEV)可以与燃料不足的客户卫星对接,接管其姿态控制和位置保持任务,延长卫星的服役寿命。
太空物流公司开发的MEV-1和MEV-2分别在2020年和2021年与2颗老化的Intelsat地球静止轨道卫星对接,成功延长卫星服役寿命,正式开启卫星在轨服务的新商业模式,奠定其行业先驱的地位。
LeoStella公司是美国黑色天空(BlackSky)与欧洲卫星制造商泰阿(Thales Alenia Space)的合资企业,主营LEO遥感卫星的制造,制造了所有BlackSky卫星。该公司正密切关注在轨服务市场的发展,业务发展副总裁Mike Kaplan从局外人的角度说道,“目前还没有人拥有现成的商业解决方案”,“因此,作为卫星制造商,理所当然地受到市场的诱惑。”
他说,公司愿意与其他公司展开合作,借助LeoStella主营的500kg以下的卫星平台,开展GEO卫星延寿服务。
“我们认为,我们的标准化小卫星平台可以拓展在轨服务业务”他说,“卫星上的机器人,传感器组件可用于交会、捕获、对接的各种抵近操作,这些都包含在卫星有效载荷中。”
Kaplan补充说道,公司已经与一些对卫星延寿服务感兴趣的公司进行合作商谈,开始认真考虑进入这一新兴市场的可能性。
但同时Kaplan也指出,虽然LeoStella目前拥有19颗在轨卫星,但从GEO卫星星座转向在轨服务对公司来说也将是一个巨大的飞跃。
对于一家主营卫星星座制造的公司来说,拓展在轨服务业务的需求还不充分,Kaplan认为虽然公司对此感兴趣,但时机尚未成熟,或许要等上6个月或一年的时间。
LeoStella公司位于华盛顿州图克维拉的卫星制造工厂
小型GEO卫星运营商Astranis主营重量小于400kg的地球静止轨道通信卫星的制造,作为大型GEO卫星的低成本替代品。公司的第一颗卫星,名为Arcturus(大角星),作为ViaSat-3的卫星的次要有效载荷,在4月底搭载SpaceX的猎鹰重型火箭成功发射,部署在阿拉斯加地区的上空,为该地区提供互联网服务。公司正在为下一次发射做准备,计划在未来2年内部署另外9颗星。
面对在轨服务市场的诱惑,Astranis首席执行官John Gedmark表示,“虽然在轨服务提供了一个有趣的多样化机会,但这不是该公司追求的目标。”
尽管如此,仍有130多家公司希望参与到在轨服务这一新兴市场中来,诺格卫星服务子公司SpaceLogistics的运营和业务发展副总裁约瑟夫·安德森表示。
在科罗拉多州斯普林斯(Colorado Springs)举行的2023年太空研讨会上,安德森表示,因政府对在轨服务能力多样化的支持力度加大,以及市场的标准化和规范化的推进,想进入市场的公司数量呈快速增长态势。
SpaceLogistics曾经对2颗老化的Intelsat卫星成功实施了延命任务,这2颗卫星的设计是没有考虑到未来会接受在轨服务的。安德森表示,从2025、2026年之后,他认为所有的新卫星都将会增加易于接受在轨服务的设计,如加油端口、电源更换以及数据接口,都会便于在未来随着时间的推移进行在轨维修或升级。
海星公司CEO特雷弗·贝内特(Trevor Bennett)表示,“真正改变游戏规则的是,相互信任开始在行业内建立起来”。他认为,随着众多的厂商带着各自的解决方案进入这个市场,卫星运营商很快就可以依靠整个服务生态体系来提供在轨服务,而不必依靠一家公司的成功。
迄今为止,在轨服务成功案例并不多,这个新兴市场的未来发展仍然高度依赖于技术、政策和经济的协同效应。
参考文献:
Jason Rainbow. Diversifying into in-orbit servicing. Spacenews, June 5, 2023.
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