据忧思科学家联盟（UCS）称，目前有超过4000颗运行中的卫星在环绕地球的轨道上运行。据估计，到本世纪末，包括电信、互联网、研究、导航和地球观测卫星在内，这一数字预计将高达10万颗。作为本世纪预期的低地球轨道（LEO）“商业化”的一部分，如此多卫星的存在将创造新的机会（以及危险）。

这些卫星的存在，将需要大量的减缓（防止碰撞）、服务和维护。例如，总部位于旧金山的初创公司 Orbit Fab 正致力于为“卫星轨道加油服务”开发所有必要的技术。为了帮助实现这一目标，行业巨头洛克希德·马丁公司最近宣布，他们正在投资Orbit Fab的“太空加油站”（Gas Stations in Space™）加油技术。

这家总部位于旧金山的初创公司由丹尼尔·费伯（Daniel Faber）和杰里米·席尔（Jeremy Schiel）于2018年创立，两人都在商业航天行业有着深厚的背景。2016年至2019年，丹尼尔·费伯担任深空工业（DSI）首席执行官，该公司是目前开发小行星采矿能力的领先公司之一。与此同时，杰里米·席尔是执行会合和服务作业联盟（CONFERS）的副主席，该联盟致力于促进卫星服务的标准和最佳做法。

 

上图：Orbit Fab的加油网络概念。

正如他们在自己的网站上所说的那样，该公司成立的目的就是要创造一个“蓬勃发展的太空产品和服务市场，既支持现有的太空业务（通信和地球观测），也支持太空旅游、制造业和采矿等新行业。” 他们的第一个产品是可快速连接的流体传输接口（Rafti），这是一个可以为卫星轨道加油的加油口。

RAFTI 系统旨在通过赋予航天器在轨加油能力，延长航天器的预期寿命。该系统由两个组件组成：服务阀（SV）和空间耦合半(SCH)。SV 用作地面加油和在轨加油的加油/排放系统、用于将两个航天器连接在一起的主要对接适配器，以及辅助服务连接，以方便使用机器人手臂执行服务任务。

SCH 是一种双动闩锁机构，支持两个航天器的初级对接或次级连接。根据 RAFTI 规格表，该系统尺寸为 10 x 10 x .5 厘米（3.9 x 3.9 x 0.2 英寸）或 500 立方厘米（30.5 立方英寸），峰值功率要求为 10 瓦 (W)，可支持的流量为每分钟 1 升（0.264 加仑）。

它可以在-40到120°C的温度范围和500到3000psi的压力下工作。最后，它可以处理许多不同类型的推进剂，从 LOX/H2、水和酒精，到氮气、氦气、氙气和氪气。据报道，它可以将内部/外部泄漏保持在低至 1 x 10的-6次方立方厘米每秒（scc/s），低到几乎无法测量！

 

上图：宇航员克里斯蒂娜·科赫在国际空间站上测试Orbit Fab的设备。

今年夏天，RAFTI SV 在搭乘 SpaceX Falcon 9 火箭（2021 年6月30日）被发射到太空后获得了飞行资格。作为与总部位于西雅图的发射服务提供商 Spaceflight Inc. 达成的协议的一部分，SV 搭乘 Orbit Fab 的原型 Tanker-001 Tenzing 航天器飞行。这次飞行旨在测试油箱、加油口、推进器以及交会对接系统。

Tanker-001 Tenzing 航天器现在处于太阳同步轨道（SSO），并携带高挥发性过氧化物（HTP）燃料（一种“绿色推进剂”），使其成为世界上第一个在太空中运行的燃料库。此前，Orbit Fab 进行了为期四个月的测试计划，于2019年5月向国际空间站发射了一艘原型油轮。在这个过程中，他们验证了推进剂供给系统，并成为第一家为国际空间站补充水的公司。

最近，Orbit Fab宣布他们已经获得了两家航空巨头的投资 —— 洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司，这两家公司在制造用于商业、导航和军事应用的卫星方面都有着悠久的历史。洛克希德·马丁风险投资公司副总裁、执行董事兼总经理克里斯·莫兰表示：

“洛克希德·马丁公司在投资和开发服务能力，及其技术方面有着悠久的历史。这包括军事和商业、大型和小型空间系统。我们的宗旨是对现有业务中专注于创新技术的小型科技公司进行战略投资，Orbit Fab符合这一标准。我们期待与Orbit Fab合作，获得他们的在轨加油技术，这是太空飞行物流的重要组成部分，可以帮助我们的客户应对新的和不断发展的威胁。”

 

上图：Orbit Fab的RAFTI（快速连接燃料转移接口）服务阀将允许卫星在轨道上加油。

实际上，洛克希德·马丁对 Orbit Fab 的投资是他们为在轨灵活性创造，以及支持创新技术和能力的几项投资之一。为在轨卫星加油的能力对客户的任务来说是一个关键组成部分，因为它允许它们有更大的机动性，并可以延长任务的寿命。

洛克希德·马丁公司专门开发了增强系统接口（ASPIN）项目。ASPIN是一个对接适配器，该公司将在其LM2100作战卫星总线上安装该适配器，这将允许在轨道上进行硬件和仪器升级。适配器被设计成有足够的开放空间来支持加油接口，比如Orbit Fab的 Rafti 端口。

本月早些时候， Orbit Fab公司宣布，他们已经完成了洛克希德·马丁太空升级卫星系统（LINUSS）的环境测试，该系统将于今年晚些时候发射升空。在概念上与 ASpin 相似，LINUSS技术将展示小型立方体卫星如何升级卫星星座，以扩大它们的运作和延长它们的使用寿命。

这项研究是开发修复、补充燃料和升级在轨卫星所需技术和工具的更大努力的一部分。通过延长它们的能力和寿命，随着时间的推移，被迫报废的卫星会越来越少，从而减少碰撞和轨道碎片的可能性。毕竟，将低地球轨道（LEO）商业化，就意味着我们需要采取措施防止“凯斯勒症候群”（Kessler Syndrome）毁掉一切！

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