草根影响力新视野   编译 钟艺

来源 https://www.livescience.com

Space Robots to the Rescue! How NASA Will Service Aging Satellites

图片来源：Image courtesy of NASA/Chris Gunn

围绕地球和其它行星运动进行检测和勘探的卫星们以每小时几千英里的速度行进，其任务跨越数十年甚至数十年。这些卫星们在发射到宇宙中之后就会进入自我运转状态，但如果它们的零件受到损伤，或者燃油不足，空间站又将如何帮助它们度过难关？

6月16日至18日，旨在探讨科技领域的顶尖技术的Future Con会议在华盛顿特区举行。在6月18日的“空间机器人”分会场中，美国宇航局的科学家解释道，目前工程师们正在研究设计机器人来执行在宇宙上看似不可能的精密任务——为行驶速度每小时数千英里的卫星动态加油。

在宇宙空间执行工作的的机器人是科幻小说中的“常客”，而小说中的情节也确实在现实中发生了。目前，许多机器人也在太空中执行复杂的科学任务，甚至有的机器人被长期留在了太空做长期的探索工作，比如火星漫游者。

不过，上面提及的这些成就已经是过去时，NASA卫星服务项目部（SSPD）的专家在Future Con会议上展示了一个名为Raven的空间机器人的比例模型。 该机器人其中一部分的工作任务是跟踪，定位航天器，并为之加油。除此之外，根据美国宇航局网站显示的信息，维修也是它的工作职能之一。这项机器人计划Restore-L将在2020年启动正式启动并投入实际运用。

要实现机器人在宇宙中为各式卫星加油、维护并不是一件易事，其中涉及到以下几个方面难以攻克的难题。

科学家发现，大多数卫星在空间的黑暗环境中是很难被发现的，因为它们不能“反向反光”，也就是说它们不会将光反射回光源。人们在夜晚之所以可以看到路边停车标志，是因为它的表面被相应技术处理过，当车灯打光到标志牌上时，标识牌可以反光让人清晰的看到，而支撑标识牌的杆是没有被特殊处理过的，所以就算有光也不能看清。目前在投入宇宙的卫星中，只有国际空间站和哈勃望远镜可以做到光源反射。

解决了“找寻”的问题，就将面临“追赶”和“加油操作”的问题。机器人加油任务得以完成的前提是可以安全的靠近快速移动的航天器，并保持基本同步，这需要相关技术的精密计算和机器人成千上万次的仿真演练。在完成对接之后，“加油操作”是另一个难关，科学家们解释说，地面的操作员要控制的机器人手臂穿过卫星上的防护罩，拆下热盖，拧下几个保护盖，再将高度爆炸性的燃料泵入油箱。然后，机器人需要以相反的顺序替换所有上述提到的盖子。在外太空要执行如此复杂的任务，困难程度可想而知。

尽管难度系数很高，但是NASA表示，目前并不打算会部署一个机器人队伍来完成加油等一系列工作，更有可能的是，设计一个能够服务十几个或更多卫星的机器人来完成任务。

Restore-L计划的挑战是极为巨大的，但是近几十年来，美国宇航局科学家所取得的进步也是令人难以置信的。第一个空间维修任务——在Skylab上修复损坏的太阳能护板发生在1973年，随后的40年间，技术发展迅速，哈勃和哈维后续服务皆由机器人的来完成。下一个40年会发生什么？谁都不知道，但相信一定会很有趣，让我们共同期待。