2026年3月，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了首顆“太空加油站”衛(wèi)星“湖科大二號”。這顆衛(wèi)星搭載了一條模仿象鼻結構的柔性機械臂，能夠為燃料耗盡的其他衛(wèi)星進行在軌加注，并配備了一個直徑2.5米的離軌增阻球，以加速退役衛(wèi)星的離軌過程。

這次發(fā)射使用的是快舟十一號遙七運載火箭。大約四分鐘后，衛(wèi)星與火箭分離，順利進入預定軌道。下午1點03分，衛(wèi)星的太陽能帆板成功展開。雖然發(fā)射過程看起來普通，但“湖科大二號”的任務卻非常特別。它被業(yè)界稱為中國首顆“太空加油站”試驗星，主要目的是練習如何為其他燃料即將耗盡的衛(wèi)星提供補給。

這顆衛(wèi)星由湖南科技大學和蘇州三垣航天科技有限公司共同研制，其最大的亮點是那條能在太空中靈活運動的柔性機械臂。與常見的硬質機械臂不同，“湖科大二號”的柔性機械臂設計靈感來源于大象鼻子或章魚觸手，可以連續(xù)彎曲，動作更柔順。這種特性使得它在靠近目標衛(wèi)星時能更安全地進行軟對接，避免硬碰硬可能帶來的碰撞風險。接下來的任務期間，該衛(wèi)星將多次模擬加注演示，演練從靠近、識別目標到精準對接和模擬傳輸燃料的全過程。

除了負責“續(xù)命”的柔性機械臂，“湖科大二號”還攜帶了一個名為“離軌增阻球”的裝置。這個裝置類似于一個折疊起來的大氣球，在衛(wèi)星完成任務后，地面會發(fā)出指令使其充氣展開，變成一個直徑2.5米的超輕薄大球。這個球體相當于一個巨大的“太空減速傘”，顯著增加衛(wèi)星所受的阻力，從而加快其軌道衰減速度。原本需要幾十年才能自然墜入大氣層燒毀的衛(wèi)星，有了這個“減速傘”后，可以在一年內完成這一過程，為處理失效衛(wèi)星和緩解太空垃圾問題提供了新思路。

許多衛(wèi)星報廢的原因并非設備故障，而是燃料耗盡。衛(wèi)星在太空中需要定期消耗燃料來微調軌道，保持正確的位置和姿態(tài)。隨著太空環(huán)境變得越來越擁擠，衛(wèi)星為了躲避碎片或其他衛(wèi)星而頻繁機動，導致燃料消耗加劇。數(shù)據(jù)顯示，近地軌道運行的衛(wèi)星中約有45%最終因燃料耗盡提前結束使命。

國際上早已關注這個問題。2020年2月，美國諾斯羅普·格魯曼公司成功進行了MEV-1任務延壽飛行器的演示，通過特殊對接機構追上并“接管”了一顆退役通信衛(wèi)星IS-901，為其延長了五年壽命。相比之下，中國在太空燃料補給方面也有技術積累。2017年，中國的“天舟一號”貨運飛船與“天宮二號”空間實驗室成功對接，并完成了三次推進劑在軌補加試驗。不過，“天舟一號”的補加對象是大型空間站，而“湖科大二號”則瞄準更多樣化的小型衛(wèi)星，技術挑戰(zhàn)更大。

從經濟角度來看，發(fā)展“太空加油站”具有明顯優(yōu)勢。發(fā)射一顆全新衛(wèi)星的成本高昂，特別是在地球靜止軌道上的大型通信衛(wèi)星。如果能通過一次在軌加注服務延長其壽命，成本可能只有幾分之一。市場反應也證實了這一點，全球在軌服務市場規(guī)模預計在2034年達到68.7億美元，其中衛(wèi)星延壽特別是燃料加注是增長最快、規(guī)模最大的細分領域。

“湖科大二號”的發(fā)射不僅是一次技術試驗，更是航天發(fā)展思路轉變的信號。過去，衛(wèi)星被視為一次性用品，現(xiàn)在隨著在軌服務技術的突破，我們開始嘗試讓太空中的資產變得可維護、可“續(xù)命”。這種思路的轉變，可能比單純發(fā)射更多衛(wèi)星對航天產業(yè)的未來影響更為深遠。