空间站的“机器护工” ————在轨服务

　　在轨服务是指在空间为有人或无人的航天器提供服务。最早的在轨服务发生于1973年，通过人工操作的方式在天空实验室空间站上成功实现，两批美国航天员出舱对舱外热控和太阳电池翼进行了成功的维修，挽救了重达一百吨的“天空实验室”。受制于技术，早期的在轨服务均是采用类似的方式。相较于人工操作，机器人操作模式具有更高的效率和安全性，因而逐渐成为在轨服务领域的研究对象，受到市场的青睐。2000年后，基于机器人操作模式的在轨服务技术得到空前关注和发展。

在轨服务概念图

　　在轨服务主要包括三大应用。第一，在轨延寿，包括在轨加注和在轨维修，以在轨加注为主。随着在轨卫星资产不断增加，而通常在卫星燃料寿命末期，天线、有效载荷等其他部件还可继续使用，如果利用空间飞行器进行在轨补加，或为目标卫星提供动力系统，则可以相应延长卫星的寿命，获得更大的经济利益。在轨延寿包括在卫星寿命到期后通过接管轨道保持和姿态控制功能来延长其使用寿命，以及加注燃料来恢复推进剂的储备等服务，一般可延长高轨通信卫星寿命三到五年。低轨通信卫星由于造价较低，限制了低轨在轨延寿市场的发展，因此中、高轨在轨延寿市场在未来更具前景。

诺斯罗普-格鲁曼在轨延寿飞行器-2 （MEV-2）

　　第二，空间碎片及失效航天器清理。随着经济、国防、科研的需求，形形色色的航天器来到了地外空间，除了地外探索，如火星、月球探测等，大多数卫星都集中在地球周围，不可避免地产生大量碎片。这些“太空垃圾”以接近3万公里的时速运行，对卫星、火箭、空间站构成一定威胁，平均每年就会有一颗卫星被太空碎片击毁。同时太空中还存在失效的航天器，也会对其他在役航天器的安全运行产生威胁。因此采取合理有效的方式对空间碎片及失效航天器进行清理具有必要性。

空间碎片

　　第三，在轨制造。在轨制造是指在太空中根据需要制造部件，这项技术提升了处理未预见挑战时的适应性，也使发射时携带尽可能少的部件成为可能。这一技术现阶段尚不成熟，主要包括在轨3D打印、在轨焊接、原位制造等，其中在轨原位制造技术主要是指在空间站、月球、火星及其他太空基地表面利用其自身原材料来进行零件制造的工艺。

国际空间站软钎焊试验

　　在轨服务是航天发展的未来趋势和必经之路，现阶段已愈发广泛应用于空间任务，并且取得了良好的效果。在不远的将来，在轨服务不仅能够获得显著的经济效益，而且在促进国防建设、空间技术的发展上具有重要意义。（焦子原 金赫）

　　科学把关：费伯禹