美国新一代卫星在轨延寿利器- 霍尔电推进背包

从美国军方的情报收集到商业企业的通信，卫星提供了丰富的服务。然而，由于燃料的有限，卫星的平均寿命约为15年。卫星即使功能齐全，但燃料耗尽将不再使用，通常会被推向更远的太空丢弃。

随着来自商业和国防领域的卫星继续激增，新生的在轨卫星服务行业正在研发新系统，致力于构建可持续的太空环境。

2022年3月，诺斯罗普·格鲁曼公司旗下的卫星服务公司SpaceLogistics成功对“任务扩展吊舱”（Mission Extension Pod，MEP）的霍尔电推进系统进行了点火试车。由于市场上没有合适尺寸的现成推进系统，因此诺格决定研制自己的推进系统。

🔺MEP电推进在NASA格伦研究中心点火

MEP产品简介

MEP是一种小型、由客户拥有、由客户控制的推进增强装置，通过SpaceLogistics公司的MRV（Misssion Robotic Vehicle，任务机器人飞行器）安装在在轨燃料不足的客户卫星上。安装后，MEP使用电推进为客户卫星提供动力。MEP由客户通过一个独立的C或Ku波段遥测和指挥系统控制，能够为2000公斤的高轨卫星延长6年的使用寿命。MEP延续了空间物流公司提供在轨服务的“保持简单”战略，提供了一种不涉及高风险燃料转移或对不具备加油条件的卫星进行在轨延寿的解决方案。

🔺 MRV接近商业卫星进行MEP安装

公司计划在2024年由SpaceX火箭发射3000kg的MRV和三个约400kg的MEP。MRV和MEP从运载火箭上释放后，独立部署并升入地球静止轨道。一旦进入轨道，每个MEP将被MRV捕获并对接到客户卫星。在安装好MEP后，MRV会自行分离并继续为下一位客户抓取另一个MEP。

MRV按留轨10年设计，寿命期内共能安装多达30个MEP，MRV归SpaceLogistics公司所有，但MEP吊舱则归客户方所有和使用。

作为诺格推出的第二代在轨延寿飞行器，“MRV+MEP”组合系统更简单，产品更简洁。不仅在轨工作时可分离，发射时也是相互独立地进入地球同步轨道。MRV主要负责捕获与对接，MEP主要负责对接后提供动力。

对比之下，诺格的第一代在轨延寿飞行器MEV（Mission Extension Vehicle 任务扩展飞行器）服务周期过长，应用的性价比整体上不高，所以目前公司也没有计划继续生产更多的MEV

MEV是一个整体不可分割的系统，集成了用于捕获卫星的机械装置、与卫星绑定的机械装置以及推进卫星的动力模块，这就导致一个MEV只能服务一颗卫星。直到客户卫星彻底退役，MEV才能离开这颗卫星并奔赴下一个服务对象。

MEV采用Orbital ATK公司的GEO Star３平台与“天鹅座”（Cygnus）交会对接技术，设计寿命15～20年，可以执行3～4次任务，在MEV飞行器与地球静止轨道（GEO）目标卫星交会对接形成刚性连接的组合体后，为目标卫星提供1～5年延寿任务，同时还可以执行辅助离轨任务。

2020年4月17日晚，MEV-1与Intelsat-901成功对接后返回GEO轨道，标志着全球首次在轨延寿服务的成功完成，截至目前已使用两个（MEV-1和MEV-2）。

🔺 MEV在轨服务

商用和军用客户

澳大利亚卫星运营商Optus将成为MEP的第一个客户，将于2025年在其D3卫星上安装其中一个MEP。Optus向澳大利亚和新西兰政府部门、公司和广播公司（包括Foxtel、ABC、SBS、Seven Network）和地区广播公司（如Imparja电视台、Sky New Zealand和Kordia）以及南极洲麦克默多海峡提供卫星服务。

对于大多数通过卫星赚取收入的客户来说，使用MEP增加六年的使用寿命的成本很低。

SpaceLogistics总裁Rob Hauge表示，他已向美国天军官员介绍了MEP的功能，希望政府使用该系统延长军用卫星寿命。

对于天军来说，MEP不仅着眼于让军用卫星运行更长时间，而且还为在轨道上升级或增加新的有效载荷开辟了可能性。如在GEO卫星上安装托管有效载荷，以提高空间域感知。

参考文献

[1]SpaceLogistics[EB/OL].[2022-3-30]. https://www.northropgrumman.com/space/space-logistics-services.

[2] SpaceLogistics sees potential defense market for orbital life-extension spacecraft-Breaking Defense[EB/OL].[2022-3-30]. https://breakingdefense.sites.breakingmedia.com/2022/03/spacelogistics-sees-potential-defense-market-for-orbital-life-extension-spacecraft/.

[3] Northrop Grumman says customers are ‘lined up’ for on-orbit satellite servicing - SpaceNews[EB/OL]. [2022-3-30]. https://spacenews.com/northrop-grumman-says-customers-are-lined-up-for-its-satellite-servicing-vehicle/.

[4]多任务在轨服务模块化智能航天器技术研究，杨自鹏等，《宇航总体技术》2019年7月

本文转载自“空天动力瞭望”，原标题《美国新一代卫星在轨延寿利器- 霍尔电推进背包》。

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