可讓成本昂貴的衛(wèi)星重復使用
自從人造衛(wèi)星上天以來，維修保障困難、生存能力弱，一直是制約衛(wèi)星發(fā)展與運行的“短板”。由于無法實施在軌燃料加注，一旦燃料耗盡，衛(wèi)星就難以維持正常運行的軌道與姿態(tài)，成本昂貴的衛(wèi)星就意味著壽終正寢。
由于上述這些因素，衛(wèi)星成了“一次性使用”的奢侈品，不僅其研制與發(fā)射費用居高不下，過分追求可靠性也使得新技術的應用發(fā)展緩慢。同時，一些大型復雜航天器發(fā)射對運載火箭提出了更高要求，也需要通過在軌裝配降低航天發(fā)射技術難度與成本。
人類實現載人航天飛行后，科學家試圖通過宇航員進行衛(wèi)星在軌維修、加注服務。1984年，美國宇航員完成了一顆故障衛(wèi)星的修理，但成本高、風險大，使得有人在軌服務難以推廣應用。2007年，美國首次利用空間機器人進行衛(wèi)星在軌加注和模塊更換試驗，使太空無人自主在軌服務技術取得重大突破。
2011年12月，美國又提出“鳳凰計劃”，其目標是發(fā)展具有精細操控能力的多臂空間機器人，以實現地球靜止軌道廢棄通信衛(wèi)星的回收利用。隨著在軌服務技術的成熟與廣泛應用，未來航天將形成“制造-發(fā)射-運行-維護-更換”新的商業(yè)模式，大大拓展人類太空活動的價值空間。
代替宇航員探尋天體奧秘
美國在上世紀60年代就將宇航員送上月球，實現了對月球的科學探測、取樣等科學活動。但由于受到高昂成本和人的生理限制，宇航員無法長時間在月球停留。事實上，自美國“阿波羅”載人登月計劃結束后，宇航員再未在月球等天體留下足跡，空間機器人成為代替宇航員開展天體深空探測的好幫手。
利用空間機器人進行深空探測不受人體生理限制，不需要復雜的環(huán)境與生命保障系統(tǒng)，風險系數小，成本相對低廉。前蘇聯于1970年11月發(fā)射了世界上第一個著陸到月球的天體表面運動機器人——“月球車”一號，開啟了空間機器人深空探測的先河。
1997年7月，美國發(fā)射的首臺火星表面運動機器人“索杰納號”在火星上工作了3個月，發(fā)回數以千計的圖像，讓人們第一次對火星表面及天氣情況有了全面了解。此后，“勇氣號”“機遇號”“好奇號”空間機器人又陸續(xù)登陸火星，通過鉆探獲取了火星巖石樣品及分析結果。2014年11月，歐洲“羅塞塔號”彗星探測器經過長達10年、總長超過64億公里的太空飛行，首次在一顆彗星上登陸，為人類了解太陽系生命起源提供了新的觀測手段。
空間機器人憑借在空間環(huán)境適應性和重量成本方面的突出優(yōu)勢，已經成為人類深空探測的“主力軍”，其獨特作用和廣闊發(fā)展前景將成為未來深空探測新的制高點。
專家小傳：楊樂平，國防科技大學太空安全戰(zhàn)略研究中心常務副主任、博士生導師，國家863計劃專家，長期從事太空安全戰(zhàn)略、新概念航天器、在軌服務技術等方面的研究與教學工作，獲軍隊科技進步一等獎等多項獎勵。
爭奪“制天權”的先遣特戰(zhàn)隊
正如飛機出現之初在軍事上最先應用于偵察，后來逐步發(fā)展出戰(zhàn)斗機、運輸機、加油機一樣，隨著空間機器人在太空廣泛應用，未來也有可能發(fā)展形成專門的太空“戰(zhàn)斗機”“加油機”等新裝備。西方發(fā)達國家正利用空間機器人具備“察打一體、攻防兼?zhèn)洹钡奶攸c，將其發(fā)展為爭奪“制天權”的先遣特戰(zhàn)隊，以搶占太空軍事競爭制高點。
當前，西方軍事強國為保持軍事競爭優(yōu)勢，試圖通過空間機器人充當“偵察兵”，近距離接近目標航天器，對目標航天器進行持續(xù)與詳細的偵察監(jiān)視，利用其搭載的機械手、飛網、飛爪等載荷，開展對目標航天器噴涂致盲物質、實施信號干擾，甚至直接捕獲目標航天器等行動。同時，著力打造太空作戰(zhàn)平臺，建立天基對抗系統(tǒng)，將空間機器人發(fā)展成類似地面戰(zhàn)場的特戰(zhàn)隊，使其具有“短兵相接”的作戰(zhàn)功能。近年來，美國以在軌服務為掩護，加快發(fā)展“軌道快車”“鳳凰計劃”等多種空間機器人，可以說很大程度上是在為太空戰(zhàn)做準備。
記者 王握文 通訊員 馬世祎 章飛鈸
