问题:卫星规模快速增长带来轨维护需求迫切 近年来,低轨卫星星座建设提速,在轨航天器数量持续增加;另外,卫星“不可维修、不可补给、到寿报废”的传统模式,正面临成本、效率与空间环境等多重压力:一上,部分卫星因推进剂耗尽或局部部件失效而提前退役,带来资源浪费;另一方面,空间碎片风险上升,影响轨道资源使用和航天活动安全。基于此,具备在轨检查、维修、加注与组装等能力的在轨服务,被认为是提升航天器全寿命效益、支撑空间可持续利用的重要方向。 原因:柔性机械臂与在轨加注技术门槛高、验证难度大 在轨服务涉及交会对接、相对导航、精细操控与安全防护等复杂系统工程,其中“在轨加注”对操作精度、力控稳定性和任务安全要求更高。相较传统刚性机械臂,柔性机械臂具备质量更轻、收纳体积更小、适配任务更广等优势,但也带来动力学耦合更强、振动与弹性变形更明显、控制难度增加等问题。在微重力、光照变化、通信时延与空间环境扰动条件下,要实现“看得清、控得稳、插得准、加得安全”,需要视觉感知、伺服控制与力柔顺策略的协同配合,并通过在轨实测完成关键环节的可靠验证。 影响:关键技术在轨验证完成,为商业在轨服务打开应用通道 航天驭星介绍,驭星三号06星于3月16日搭载快舟十一号遥七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功,并进入预定轨道。该星为航天驭星子公司三垣航天在轨操作试验系列任务首发星,主载荷为柔性机械臂,并配置光学相机载荷用于在轨观测与任务支撑。入轨后,卫星先后完成程控模拟加注、遥操作模拟加注、视觉伺服模拟加注、力柔顺画图操作等多项在轨操作任务,覆盖“指令控制—远程操控—视觉闭环—力控柔顺”等关键能力链条,显示出柔性机械臂在复杂操作中的稳定性与可控性。 业内人士认为,这类在轨验证的意义不止在于单项技术“能不能用”,更在于为后续工程化、规模化的在轨服务积累数据与经验。随着在轨加注与精细操作技术逐步成熟,有望在延寿服务、故障处置、在轨装配与空间设施运维等方向形成更清晰的商业路径,同时提升航天任务韧性,降低单星全寿命成本。 对策:以任务牵引推进体系化能力建设,补齐标准与安全“软基础” 在轨服务从技术验证走向常态化应用,仍需在体系建设上持续推进。其一,强化任务牵引,形成“验证星—示范星—业务星”的迭代路线,在更复杂目标、更真实工况下持续验证交会、操控与安全策略。其二,推动接口与流程标准化,围绕加注接口、目标标识、操作规范与应急处置机制等关键环节建立通用框架,降低不同平台之间的协同成本。其三,完善安全与合规体系,针对在轨接近操作的碰撞风险、碎片风险以及通信与控制安全风险,建立更严格的风险评估与任务许可机制,确保商业活动在可控边界内运行。其四,推动产学研用协同,促进高可靠执行机构、在轨传感器、控制软件与地面测控系统的工程化成熟,提升整体任务成功率与服务交付能力。 前景:在轨服务或成商业航天新的增长点,迈向“可持续空间利用” 从全球趋势看,围绕航天器延寿、补给、在轨制造与空间碎片治理的服务需求正在增长。随着我国商业航天能力体系逐步完善,在轨服务有望从“单星试验”走向“多任务运营”,并与星座运维、空间基础设施建设形成协同。下一步,柔性机械臂若能与更高自主度的相对导航、精细对接、在轨检测技术结合,将推动在轨操作从“模拟加注”向“真实加注”、从“单一动作”向“组合工序”、从“试验验证”向“商业交付”演进。长期看,该方向不仅关乎企业技术突破,也关系到轨道资源的高效使用与空间环境的长期安全。
驭星三号06星任务的顺利完成,不仅验证了关键在轨操作能力,也为商业在轨服务的落地积累了经验。在国际航天竞争加速的背景下,持续提升自主创新能力,将为我国参与太空经济发展提供重要支撑。随着商业航天不断推进,在轨服务有望在更广泛的应用场景中发挥作用,推动太空资源利用走向更可持续的未来。