有沒有想過，人造衛星老了之後，該怎麼辦？

和涼拌差不多。而且，為了減少退役衛星帶來的太空垃圾，離地球近的衛星，一般會墜入大氣層；而更遠的衛星，會有一些專門的墳墓軌道。

儘管不少衛星，直到退役仍然身體健康，可以超期服役，可一旦燃料耗盡，難以控制自己的軌道和姿態，就回天乏術了。

現在，人們開始嘗試在軌道上延長它們的“壽命”。就在2月25日，人類第一次依靠新衛星實現了老衛星續命的任務。

續命的方法也很特別，尺度堪比希臘神話故事。

任務延壽衛星MEV-1，是人類歷史上首顆被派遣上天提供延年益壽服務的衛星。它沒有固定的軌道，而是根據需求主動去找它的服務物件。

任務延壽衛星MEV-1地面照｜Northrop Grumman

它的首個續命目標，是國際通訊衛星901號（IS-901），2001年6月發射至今，已在軌執行接近19年了。

那麼，太空續命到底是怎麼實現的呢？

衛星新姿勢——太空後浪推前浪

大象裝冰箱衛星續命，總共分幾步？

簡單來說，也是三步。

第一步，到衛星附近；第二步，親密接觸；第三步，給衛星延壽。

火箭安裝衛星後，沒安裝整流罩的合影。左側為火箭上面級區域性，中間為任務延壽衛星MEV-1，右側為歐洲通訊衛

一枚源自蘇聯技術的質子號火箭，搭載著包含歐洲技術的歐洲通訊衛星5號西B衛星，以及美國技術的任務延壽衛星MEV-1，從位於中亞的拜科努爾發射場出發，一同前往太空。

這場去年10月的世界航天小團聚之後，兩顆衛星各自奔向自己的預定軌道。

任務延壽衛星和待續命衛星的最初軌道｜Northrop Grumman

火箭一般不會直接將衛星送入地球同步軌道，需要衛星自己調整軌道。

大多數衛星，都會選擇化學能燃料發動機，這樣可以快速入軌並投入使用。

不過，任務延壽衛星MEV-1並不著急。它選擇了節能低耗的離子推進發動機，推力小，消耗少，可以節省自身攜帶的燃料，把更多燃料留給其他衛星續命時用。

MEV-1足足花了3個半月時間，才慢悠悠爬到了IS-901的軌道。

此時，後者的燃料基本耗盡，已經把自己轉移到了同步衛星墳墓軌道。

MEV-1悄悄地靠近，並準確繞到IS-901的身後，為下一步的姿勢做好準備。

下一步，兩顆衛星必須精準地交會對接。

但這次交會對接極其困難，因為在19年前，IS-901飛向太空時，根本沒有預留任何的交會對介面！

不僅如此，IS-901因為燃料耗盡，已經基本沒有了姿態控制能力，也不會配合作出任何的行動。

那麼，究竟應該用什麼姿勢去完成這次特殊的對接呢？

為了確定具體用什麼“姿勢”，地面的工程師頗費腦筋。

想來想去，研發人員終於找到了一個好的接入口——化學能發動機的噴氣口（上圖衛星屁股中間的喇叭口）。這也是大多數地球同步軌道衛星都有的一個共同點。

如果任務延壽衛星MEV-1能順利插入目標衛星發動機的噴口，就能牢牢連線目標星IS-901了。

而發動機的噴口位於衛星的後側，因此需要事先繞到待續命衛星的身後。

在IS-901身後1米的位置，MEV-1停下了腳步，等待地面人員的指令。

地面模擬衛星交會｜Northrop Grumman

為了這最後一步，科研人員在地面進行了大量的模擬實驗。

目標只有一個，確保MEV-1在太空中能成功穩定地與IS-901交會對接。

地面模擬對接試驗，左側為MEV-1介面模型，右側為IS-901的發動機噴氣口模型｜Northrop Grumman

2020年2月25日，在一切準備好之後，地面同意MEV-1採取下一步措施。

MEV-1伸出了一根細、長、直的對接杆，從IS-901身後漸漸深入發動機噴口，直至兩顆衛合二為一，成功完成對接。

對接完成後，兩顆衛星就要長期合二為一了。

在接下來長達5年延壽續命期內，MEV-1將一直陪伴在IS-901身後，牢牢頂住不放。

由於IS-901燃料基本耗盡，失去了變軌乃至控制姿態穩定的能力，因此需要MEV-1用自己的燃料，將IS-901送入新的預定位置。

這一次，最初位置定在西經67.5°大西洋上空的IS-901，將被延壽衛星重新放置在西經18°上空。

合二為一後的設想圖｜Northrop Grumman

5年後，在IS-901續命結束後，MEV-1會把它重新拉回墳墓軌道，再前往下一顆目標衛星。

MEV-1延壽衛星的預計壽命也是15年，按照每顆衛星延壽5年的操作，它可以為多達3顆地球同步軌道衛星提供延壽續命服務。

地球同步軌道衛星，是目前常見的執行衛星軌道中高度最高的，也是續命難度最高的。

為什麼這次會選擇這種高難度衛星來續命呢？

SSL1300衛星平臺爆炸檢視｜SSL

最難續命的軌道

地球同步軌道，又稱為地球靜止軌道（GSO/GEO），公轉週期跟地球本身一樣，也是24小時。

在這條軌道的人造衛星，就是地球同步衛星。它們與腳下的人們一起迎接每一天，一輩子都在注視著同一片大地。

這個軌道的優點顯而易見，可以為同一片地區提供穩定、持續的服務。這些服務涵蓋了通訊、導航、氣象、軍事等等，已經深入到我們日常生活的多個方面，包括天氣預報、氣象災害預警、衛星導航、衛星電視等。

這個軌道有沒有什麼缺點呢？

不僅有，而且很顯著，那就是——太高了！

絕大多數衛星都處於低軌道，其軌道高度只有200~500千米，不超過850千米。而地球同步軌道，足有36000千米高，大約是地球半徑的6倍！

兩者的差別，大致相當於地面上的我們，去仰視埃菲爾鐵塔。

然而，越高的軌道，意味著越多的燃料。

更何況，時至今日，前往太空仍然是一件費力的事情。

目前的化學能火箭，八成以上的重量是燃料，最終只能搭載總重量2%~5%的衛星前往太空。

而在重達數噸的大衛星中，相當一部分重量也給了燃料。

延壽衛星就不用說了，一顆為其他衛星續命的衛星，肚子裡滿滿都是油。

而這次被續命的IS-901衛星，起飛的時候重達4.7噸，但衛星本身只有1.5噸左右，剩餘約3噸的重量也都是燃料。

航天器的大油罐（右）和主結構（左）｜NASA

衛星攜帶這麼多燃料，都是怎麼用呢？

一部分用在發射之初，火箭通常把衛星送入較低的轉移軌道，再由衛星消耗燃料，爬升到地球同步軌道；

一部分用於維持、調整衛星的執行軌道；

還有最後一部分，需要留給功成名退之時，送自己前往衛星的墳場。

對於低地球軌道衛星，這部分燃料是送自己進入大氣層，墜毀在南太平洋的衛星墳場。

而對於地球同步衛星，返回地球不現實，而同步軌道又是非常稀缺的資源。因此地球同步衛星退役前，會將自己的軌道提高321公里，抵達專用的同步衛星墳墓軌道，空出原本它在同步軌道上佔據的位置。

由於製造和發射一顆地都球同步軌道衛星成本高昂，這類衛星的設計壽命往往要比低軌道衛星高一倍，長達15年。

而15年並不都能滿足人們的需求。

以往，人們大多精打細算，為衛星節省燃料，但燃料總有耗盡的一天。比如IS-901衛星，就已經超期服役4年，燃料有些力不從心了。

在此之前，唯一的選擇就是黯然退場，進入附近的墳墓軌道。

這一次，有了任務延壽衛星的力挺，IS-901成功延續了生命。

未來，為更多衛星續命

這次衛星延壽的嘗試，只是一個開始。未來，將會有越來越多的衛星享受到這一服務。

一方面，一些新的衛星平臺考慮了未來的衛星續命需求，已經在設計中提前預設了對接介面。

另一方面，在第一代延壽衛星MEV的基礎上，人們已經開始研發下一代延壽衛星MRV。新一代的延壽衛星將具有為多顆衛星延壽和維修的功能。

MRV（右）想象圖｜Northrop Grumman

第二代的MRV延壽衛星有兩大新亮點：

第一個亮點，是帶有12個延壽掛艙。

這樣，一顆任務延壽衛星一次可以最多為13顆衛星續命（不止是12個掛艙，延壽衛星自身也可以）。

每一個延壽掛艙都相當於一顆小型化的延壽衛星，主要包括太陽能電力系統和以氙為推進劑的電能離子推進發動機，可以為母星提供動力，控制軌道和姿態穩定。

這種小型推進系統的能量來源於太陽能，使用太陽能帆板便可長期工作。其採用的離子推進發動機推進劑（氙）消耗遠小於化學能發動機，同樣具備長時間連續工作的能力。

MRV概念圖，注意右側白色的機械臂｜Northrop Grumman

第二個亮點，則是配備了一個機械臂，不僅可以更方便延壽衛星捕獲，還可以對老舊衛星進行一定程度的維修。

這也是延壽衛星最讓人警惕的特點——有能力捕獲不受控、無預留介面的衛星。

一方面，這可以用於維修老舊的失控衛星；另一方面，這也可以用於俘獲敵方不受控的衛星，在軍事上有很大的潛力。

尤其是延壽衛星第一次就實現了地球同步軌道衛星的捕獲，理論上大部分人造衛星都可以用同樣的方式被捕獲。

這類衛星就像一把雙刃劍，既可以為目標衛星續命，也可以摧毀目標衛星。

這種新形式的衛星，本身只是工具。

天使還是魔鬼？終究在於人心。