欧空局的 RISE 如何拯救卫星和减少太空垃圾

欧空局开创性的 RISE 任务旨在开创地球静止卫星在轨服务的先河，延长卫星的运行寿命，同时展示可持续的太空实践，如加注燃料和翻新。通过防止产生新的空间碎片和展示在轨循环经济的可行性，RISE 试图改变目前废弃废旧卫星的浪费做法。

RISE是欧空局与D-Orbit公司合作开展的一项任务，将通过在轨服务延长地球静止卫星的寿命，避免产生新的碎片，促进资源再利用，从而营造一个可持续发展的太空环境。 资料来源：D-Orbit

欧空局的首个在轨服务任务RISE在促进空间可持续性方面取得了重大进展。 欧空局与共同出资的主承包商 D-Orbit 公司签署了一份价值 1.19 亿欧元（约合 1.29 亿美元）的合同。

RISE是一项商业任务，旨在展示与地球静止卫星安全交会对接的能力。 一旦任务的性能标准得到验证，D-Orbit将开始为这些卫星提供商业延寿服务。

这项任务标志着在轨服务的重大进步，包括加油、翻新和组装，这是发展太空循环经济的关键步骤。

RISE 是一项商业在轨服务任务，它将证明自己能够安全地与地球静止客户卫星交会对接，从而延长需要姿态和轨道控制支持但其他方面正常的地球静止卫星的寿命。 在首次演示中验证其达到所有性能标准后，主承包商、运营商和共同出资人D-Orbit公司将开始为地球静止卫星提供商业延寿服务。

欧空局空间安全计划的一个重要部分就是致力于清除并保持地球轨道上的空间碎片。 从长远来看，欧空局希望促进真正的太空循环经济，尽可能减少航天飞行对地球及其资源的影响。 作为欧空局"零碎片"方法的一部分，欧空局的新任务将为安全运行和处置而设计，以便到2030年停止产生新的碎片。 但为什么要止步于此？

在轨服务是欧空局太空可持续发展方法的合理延续。 欧空局局长约瑟夫-阿施巴赫（Josef Aschbacher）说："延长卫星的使用寿命可以让空间运营商从现有的空间资产中获得更多的数据和收入，从而大大提高空间的可持续性和我们在空间领域的竞争力。"

与 D-Orbit 公司签订的合同反映了欧空局通过投资关键在轨服务能力来巩固欧洲作为空间可持续性负责任领导者角色的承诺。

欧空局的RISE任务将由D-Orbit公司在1.19亿欧元的基础上建造、运营和共同出资，并将展示与地球静止卫星对接、操纵卫星然后释放卫星的能力。 在验证过程成功后，欧空局的参与就结束了，因为这颗卫星预计将在轨道上运行八年，为现役地球静止卫星提供商业服务。

"在开发阶段，我们将密切合作，充分利用我们在太空领域开拓新技术和创新方法的经验。 演示完成后，D-Orbit 公司将继续运营该航天器，开展自己的商业活动，"欧空局太空安全主管 Holger Krag 说。

欧空局通过其首个在轨服务任务 RISE，在实现太空可持续性的道路上又迈出了重要一步。 在 2024 年国际宇航大会上，欧空局与共同出资的主承包商 D-Orbit 公司签署了一份价值 1.19 亿欧元的合同。 图片来源：ESA - M. Polo

"欧空局正在支持建立由欧洲提供的在轨服务，确保欧洲航天工业在这一激动人心的新市场中处于领先地位"。

"这是我们在地球上永远不会做的事情：给汽车加油，一直开到空车，然后把它丢弃在任何地方。 然而，迄今为止的大部分太空飞行都是这样进行的。" 欧空局 RISE 项目经理安德鲁-沃拉汉（Andrew Wolahan）说："这不仅成本高昂，而且是产生太空碎片的根本原因之一，反过来也会对未来太空探索的成本产生负面影响。现在我们有能力了，我们希望摒弃一次性使用的卫星，而是随着技术的不断发展，开始延长卫星的使用寿命，并在它们所在的地方，即环绕地球的轨道上为它们提供服务。"

欧空局的在轨服务任务RISE将演示通过接管客户卫星的姿态和轨道控制来延长地球静止卫星的寿命。 来源：欧空局

当 RISE 与目标对接并接管其姿态和轨道控制时，客户航天器将保持自身的动力、与地球的通信和载荷完全正常。

这为延长运行中的地球静止卫星的寿命打开了大门，这些卫星由于某种原因，如推进剂不足或部分故障，无法控制其在轨道上的位置，但在其他方面仍能继续执行任务。

未来，不仅是延长寿命，加油、组装、翻新和回收都将成为太空中的常规活动。 全世界都在开发所需的技术，许多技术正在迅速成熟。

地球静止轨道（GEO）上的卫星以与地球完全相同的速度在赤道上方自西向东绕地球一周，沿地球自转一周需要 23 小时 56 分 4 秒。 这使得地球静止轨道上的卫星看起来像是"静止"在一个固定的位置上。 图片来源：ESA - L. Boldt-Christmas

RISE 卫星预计将于 2028 年发射，从而拉开为期 8 年的地球静止轨道飞行任务的序幕。 首先，卫星将转移到常规地球静止轨道上方近 36 000 公里高度的中转轨道。

在对系统进行严格测试和在轨演练之后，将开始任务的演示阶段，以证明卫星能够完成任务。

RISE 卫星将上升到所谓的地球静止轨道墓地，大约 100 公里的高空，那里是卫星任务结束后"停放"的地方。 这些卫星的轨道需要数千年的时间才能自然降级，降到足以干扰现役卫星的低轨道，从而使它们得到安全处置，不碍事。

RISE 将与现役客户卫星会合，在墓地轨道上与其速度和轨迹相匹配。 尽管客户卫星的操作员期待着 RISE 的到来，但他们的卫星却"毫无准备"，因为它最初的设计并不是要与另一颗卫星对接。 RISE 将与地球静止卫星对接，方法是抓住原来将卫星固定在发射装置上的环。 一旦被牢牢抓住，RISE 将改变其姿态和轨道，显示出它有能力精确操纵客户航天器。

然后，RISE 将再次放开卫星--这同样是过程中危险的一部分--并将自己置于墓地和地球静止轨道之间的停泊轨道上等待，一旦评估完成，就准备好进行第一次商业冒险。它的第一个客户可能是一颗燃料即将耗尽的通信卫星，但在 RISE 的帮助下，它有能力继续连接世界各地的人们。

存在的挑战是，需要一种特殊的卫星才能控制另一种卫星。 地球静止卫星可能有一辆校车那么大，重量超过 6000 千克。 它们通常需要支持重型通信有效载荷，需要大型太阳能电池板为其供电。 对地静止卫星也要建造得特别坚固，以抵御对地静止轨道恶劣的辐射环境。 虽然 RISE 没有它将服务的卫星那么大，但它装在发射器里时仍有一辆小型货车那么大，发射时重约 3000 千克，其中约 800 千克为推进剂。

RISE 号飞船上的尖端技术数量之多，与在轨道上与卫星对接以及在接近另一个航天器的情况下进行操作所面临的挑战一样大。 RISE 航天器上将装有与卫星对接的最先进的专业设备，如复杂的机器人系统、测量与目标距离的传感器，以及能够在对接期间自主控制卫星的计算机。

编译自/SciTechDaily