可讓成本昂貴的衛星重復使用

自從人造衛星上天以來(lái)，維修保障困難、生存能力弱，一直是制約衛星發(fā)展與運行的“短板”。由于無(wú)法實(shí)施在軌燃料加注，一旦燃料耗盡，衛星就難以維持正常運行的軌道與姿態(tài)，成本昂貴的衛星就意味著(zhù)壽終正寢。

由于上述這些因素，衛星成了“一次性使用”的奢侈品，不僅其研制與發(fā)射費用居高不下，過(guò)分追求可靠性也使得新技術(shù)的應用發(fā)展緩慢。同時(shí)，一些大型復雜航天器發(fā)射對運載火箭提出了更高要求，也需要通過(guò)在軌裝配降低航天發(fā)射技術(shù)難度與成本。

人類(lèi)實(shí)現載人航天飛行后，科學(xué)家試圖通過(guò)宇航員進(jìn)行衛星在軌維修、加注服務(wù)。1984年，美國宇航員完成了一顆故障衛星的修理，但成本高、風(fēng)險大，使得有人在軌服務(wù)難以推廣應用。2007年，美國首次利用空間機器人進(jìn)行衛星在軌加注和模塊更換試驗，使太空無(wú)人自主在軌服務(wù)技術(shù)取得重大突破。

2011年12月，美國又提出“鳳凰計劃”，其目標是發(fā)展具有精細操控能力的多臂空間機器人，以實(shí)現地球靜止軌道廢棄通信衛星的回收利用。隨著(zhù)在軌服務(wù)技術(shù)的成熟與廣泛應用，未來(lái)航天將形成“制造-發(fā)射-運行-維護-更換”新的商業(yè)模式，大大拓展人類(lèi)太空活動(dòng)的價(jià)值空間。

　　代替宇航員探尋天體奧秘

美國在上世紀60年代就將宇航員送上月球，實(shí)現了對月球的科學(xué)探測、取樣等科學(xué)活動(dòng)。但由于受到高昂成本和人的生理限制，宇航員無(wú)法長(cháng)時(shí)間在月球停留。事實(shí)上，自美國“阿波羅”載人登月計劃結束后，宇航員再未在月球等天體留下足跡，空間機器人成為代替宇航員開(kāi)展天體深空探測的好幫手。

利用空間機器人進(jìn)行深空探測不受人體生理限制，不需要復雜的環(huán)境與生命保障系統，風(fēng)險系數小，成本相對低廉。前蘇聯(lián)于1970年11月發(fā)射了世界上第一個(gè)著(zhù)陸到月球的天體表面運動(dòng)機器人——“月球車(chē)”一號，開(kāi)啟了空間機器人深空探測的先河。

1997年7月，美國發(fā)射的首臺火星表面運動(dòng)機器人“索杰納號”在火星上工作了3個(gè)月，發(fā)回數以千計的圖像，讓人們第一次對火星表面及天氣情況有了全面了解。此后，“勇氣號”“機遇號”“好奇號”空間機器人又陸續登陸火星，通過(guò)鉆探獲取了火星巖石樣品及分析結果。2014年11月，歐洲“羅塞塔號”彗星探測器經(jīng)過(guò)長(cháng)達10年、總長(cháng)超過(guò)64億公里的太空飛行，首次在一顆彗星上登陸，為人類(lèi)了解太陽(yáng)系生命起源提供了新的觀(guān)測手段。

空間機器人憑借在空間環(huán)境適應性和重量成本方面的突出優(yōu)勢，已經(jīng)成為人類(lèi)深空探測的“主力軍”，其獨特作用和廣闊發(fā)展前景將成為未來(lái)深空探測新的制高點(diǎn)。

專(zhuān)家小傳：楊樂(lè )平，國防科技大學(xué)太空安全戰略研究中心常務(wù)副主任、博士生導師，國家863計劃專(zhuān)家，長(cháng)期從事太空安全戰略、新概念航天器、在軌服務(wù)技術(shù)等方面的研究與教學(xué)工作，獲軍隊科技進(jìn)步一等獎等多項獎勵。

爭奪“制天權”的先遣特戰隊

正如飛機出現之初在軍事上最先應用于偵察，后來(lái)逐步發(fā)展出戰斗機、運輸機、加油機一樣，隨著(zhù)空間機器人在太空廣泛應用，未來(lái)也有可能發(fā)展形成專(zhuān)門(mén)的太空“戰斗機”“加油機”等新裝備。西方發(fā)達國家正利用空間機器人具備“察打一體、攻防兼備”的特點(diǎn)，將其發(fā)展為爭奪“制天權”的先遣特戰隊，以搶占太空軍事競爭制高點(diǎn)。

當前，西方軍事強國為保持軍事競爭優(yōu)勢，試圖通過(guò)空間機器人充當“偵察兵”，近距離接近目標航天器，對目標航天器進(jìn)行持續與詳細的偵察監視，利用其搭載的機械手、飛網(wǎng)、飛爪等載荷，開(kāi)展對目標航天器噴涂致盲物質(zhì)、實(shí)施信號干擾，甚至直接捕獲目標航天器等行動(dòng)。同時(shí)，著(zhù)力打造太空作戰平臺，建立天基對抗系統，將空間機器人發(fā)展成類(lèi)似地面戰場(chǎng)的特戰隊，使其具有“短兵相接”的作戰功能。近年來(lái)，美國以在軌服務(wù)為掩護，加快發(fā)展“軌道快車(chē)”“鳳凰計劃”等多種空間機器人，可以說(shuō)很大程度上是在為太空戰做準備。

記者　王握文　通訊員　馬世祎　章飛鈸