DigitalGlobe旗下一顆名為WorldView-4的地球成像衛(wèi)星宕機了。穩(wěn)定衛(wèi)星所需的一個關鍵儀器已經(jīng)故障。現(xiàn)在這顆衛(wèi)星無法為諸如谷歌地圖等客戶拍攝像樣的地球照片，而且似乎也沒有辦法修復。

　　2018年，WorldView-4為DigitalGlobe母公司Maxar創(chuàng)造了8500萬美元的收入，衛(wèi)星的保險金額為1.83億美元。如果哪家服務公司能夠花上幾千萬美元修復軌道衛(wèi)星，Maxar就不會面臨巨大財務漏洞的問題。因為WorldView-4只需要一個新的陀螺儀就可以正常運行。

　　迄今為止，人們對發(fā)生故障的在軌衛(wèi)星無計可施。而且衛(wèi)星也可能成為太空碎片，對正常運行的航天器構(gòu)成危害，并可能造成碰撞風險。這樣的撞擊會產(chǎn)生數(shù)以千計的太空垃圾，進而對太空中的其他飛行器構(gòu)成威脅。因此，研究如何修復或清理報廢衛(wèi)星相當重要。

　　“如果有幾百個衛(wèi)星在同一軌道上,我肯定想清除那些潛在的威脅，”旨在清理太空垃圾的Astroscale公司首席運營官克里斯·布萊克比（Chris Blackerby）如是指出。“這就像運輸公司的卡車在路上拋錨了，我肯定不想把它留在原地。”

　　幾家航空航天初創(chuàng)公司正試圖找出修復衛(wèi)星的方法。這些公司計劃制造能夠在太空停留并與故障衛(wèi)星會合的航天器。有些公司的目標是將其拖進大氣層燒掉，而有的公司則期望為衛(wèi)星更換故障零部件。

　　幸運的是，WorldView-4似乎仍在Maxar的控制之下。目前這顆衛(wèi)星上的一個陀螺儀失靈了，由于WorldView-4的任務是拍攝超級精確的地球圖像，這一故障意味著無法完成工作。Maxar公司表示，他們已經(jīng)將衛(wèi)星更改為“安全配置”。

　　“我們將繼續(xù)維持衛(wèi)星的運行，監(jiān)測其位置和健康狀況，但衛(wèi)星尚無法收集新的圖像，很可能無法恢復，”Maxar發(fā)言人表示。如果必要的話，公司會將衛(wèi)星送入大氣層燒掉。但如果這顆衛(wèi)星能夠修好，Maxar就能繼續(xù)從太空投資中賺錢。

　　NASA的航天飛機曾經(jīng)執(zhí)行過這種維修工作。1984年，挑戰(zhàn)者號航天飛機上的宇航員用機器臂捕獲了一顆在出現(xiàn)故障的在軌天文衛(wèi)星。隨后工作人員對衛(wèi)星進行了翻新，更換故障系統(tǒng)。在接下來的五年里，這顆衛(wèi)星一直運轉(zhuǎn)良好。

　　由于目前航天飛機已經(jīng)停飛，無法進行專門維修。但是像科羅拉多州Altius Space Machines這樣的公司希望有一天能通過機器人衛(wèi)星提供這樣的服務。其程序相對簡單:將需要的任何備件發(fā)射到軌道上，機器人衛(wèi)星將獲取該備件并與故障衛(wèi)星會合進行修復。如果機器人衛(wèi)星能夠?qū)ν卉壍郎系男l(wèi)星進行維護，其也就扮演了一個維修中心的角色。

　　人們對衛(wèi)星維修感興趣的部分原因是，衛(wèi)星發(fā)生故障的部件不會太多。Altius Space Machines總裁兼首席執(zhí)行官喬納森·戈夫（Jonathan Goff）表示:“很多時候當一顆衛(wèi)星發(fā)生故障時，只是一兩個部件有問題，其他部件仍在正常工作。”

　　不過這類服務操作所需的技術尚未完全成熟。航天器需要能夠與衛(wèi)星會合，并以每小時1.7萬英里的速度與衛(wèi)星成功對接。這將需要一套傳感器和攝像機來幫助引導航天器進入太空。然后，一旦機器人衛(wèi)星成功對接，需要能夠執(zhí)行非常技術性的程序，比如安裝一個新硬件或輸送燃料。

　　另一個大問題是兼容性。現(xiàn)在的衛(wèi)星制造時并未考慮對接問題，譬如WorldView-4就是如此，其沒有任何對接功能。許多衛(wèi)星服務公司目前正在努力設計某種標準化的接口來解決這個問題。這個想法是，未來所有的衛(wèi)星都將配置建立一個接口。

　　對于Astroscale等公司來說，抓住衛(wèi)星還需要某種磁力系統(tǒng)。這樣衛(wèi)星可以更容易地附著和分離。“這就像拖車鉤，所以如果汽車在高速公路上出了故障，救援車輛可以來把它拖走。”

　　對于專注于服務的Altius來說，其設備要復雜一些。這不僅需要一個捕捉系統(tǒng)，還包括某種即插即用接口，可以讓航天器在故障衛(wèi)星上安裝各種電子設備。此外，該接口還將包括某種輸送燃料的系統(tǒng)。戈夫說:“這些接口不僅僅是用來修復損壞的東西。”“你還可以用它來進行升級，增加衛(wèi)星功能。”

　　由于WorldView-4并不是基于可修復而設計的，未來堪憂。但是戈夫認為，如果它有某種插入式接口，也許可以在衛(wèi)星外部連上一個新的陀螺儀。此外這將需要對軟件進行調(diào)整，從而重新校準衛(wèi)星。“據(jù)我所知，這完全有可能，”他說。“任何能連上衛(wèi)星的組件都不是大問題。”

　　WorldView-4可能注定要報廢，但未來其他衛(wèi)星可能會得到修復。NASA和Maxar公司正在開發(fā)一種名為Restore-L的航天器，它將嘗試為一顆在軌衛(wèi)星加注燃料。Maxar正在開發(fā)新的服務技術，同時也在為美國國防部高級規(guī)劃局研發(fā)一種名為RSGS的服務衛(wèi)星。

　　由于SpaceX、OneWeb、Iridium等航空航天公司希望在未來10年內(nèi)將數(shù)十萬顆衛(wèi)星送入軌道，考慮如何修復衛(wèi)星迫在眉睫。布萊克比說，其公司估計，大約5%到10%的衛(wèi)星在任務完成之前會出現(xiàn)某種故障。

　　“當前的軌道已經(jīng)相當擁擠，”布萊克比說。“所以制定計劃來降低未來發(fā)生事故的可能性至關重要。”