在现代战争中,我们可以知道要让战斗机和轰炸机飞的更远,可以采用的最有效技术就是空中加油。但是大家是否想过,在太空中的10万千米高空中的侦察卫星和宇宙飞船是否需要加油呢?当然,首先我们需要明确一个概念,在地球周边的太空中不是“零重力”,而是根据不同高度轨道有微重力吗,所以航天器是会掉高度的;并且太空中有无数的微尘和小碎片,这些东西都可能对航天器的日常在轨运行造成影响,如果灰尘多了会影响太阳能帆板的效率,并且卫星有时为了躲避太空垃圾还要进行机动变轨,这些都需要消耗卫星内相当宝贵的燃料来进行轨道维持。中国航天的专家曾做过计算,如果能够能够给卫星添加超过60公斤燃料,则会延长超过12个月的在轨寿命,创造数亿元的经济价值。现在中国卫星在轨道上超过139颗,如果能够给其中一半的卫星添加燃料,则会创造上百亿元的经济效益。而卫星加油这项技术在2015年以前只有美国才进行过,所以美国处于此领域的霸主垄断地位。。
中国在6月份刚刚完成了“天源一号”卫星在轨加注实验,这次实验是“长征七号”火箭的附属实验。此举一举打破美国在“太空加油”这一领域的霸主地位,使得这项技术成为全球唯二的技术。在这次试验中,模拟了3套加注手段。不过都是给卫星进行加注,流量小,加注简单,双方使用的加注设备都十分小型化。如果要去给类似于“国际空间站”那样的大家伙进行燃料补给,显然需要一套全新更高效的太空加油设备。即将发射升空的“天宫二号”空间实验室上就有这么一套设备,将会极大改善中国大型航天器的寿命周期,提升他们的机动能力。而且类似“天宫二号”这样大型平台未来可以成为天空加油站,不需要给卫星或者航天器主动上门服务,设置好自主在轨运行模式后,等待其他航天器靠上来进行加注就好。这个功能的潜力无疑是巨大的,一方面当你拥有这个技术后几乎会无限制拓展现有航天器的工作范围,只要它们的电子设备还可以继续工作,就可以继续加注燃料运行下去;并且谁率先开展了这项业务,谁就等于掌握了太空中加油的主导权,所有卫星的加油接口需要跟我方保持一致,这样会带来相当可观的经济效益。军事意义和经济效益并重,难怪中、美都在积极发展这项关键技术。俄罗斯现在在轨有134颗卫星,也希望能够研发相应的技术,但是从目前来看俄罗斯没有能力研发如此大型的太空空中加油平台,也就剩下干羡慕的份,只能等未来是中国或者美国领先部署这套系统,俄罗斯好借用了。
而且中、美除了发展这种专用自动空中对接加油技术以外,也在研制如何给已经在轨的没有燃料加注装置的卫星进行燃料加注的实验。在即将发射升空的“天宫二号”实验室上将会有一个巨大的“太空机械臂”,这个太空机械臂全球目前只有美国制造的太空中服役,中国至今没有如此大型超过10米的机械臂。而它的一大用处就是可以抓住太空中的卫星,根据美国以前的实验经历,利用机械臂抓捕卫星加油大约要有如下步骤:首先抓住要加注卫星,然后拆卸掉卫星燃料阀门,把专用加注连接管套上去,进行主动压力加注后,再抽出加注管后采用特殊技术封阀门,达到给没有加油装置的卫星加注目标。这个过程类似于给没有空中受油口的飞机加油,首先要抓住它,然后在它的油箱盖处打个洞或者拧开,随后把燃料管插进入进行加油,加油完毕后还要再封堵上。这一切都要在太空中完成,自然难度相当大。目前只有美国借助其在国际空间站上机械臂完成过相应实验,所以中国“天宫二号”此番还要担任这种特殊任务。当然,这个10米多长的机械臂能干的可不只有这些,转移货物,运输人员在舱外活动等等,都要靠这个大家伙完成。
即将发射升空的“天宫二号”最早不过是中国“天宫一号”载人实验室的备份舱,但是由于“天宫一号”太顺利了,给了中国航天人更多的机会来研制改进“天宫二号”,所以现在再发射的“天宫二号”将会承担更多的任务,尤其是随着中国大推力火箭发动机的应用,“天宫二号”的重量将会比“天宫一号”更重,上面要进行多达14项的太空实验任务,并为中国未来的载人空间站航天任务打下坚实基础。就目前来看,中国的航天计划的长远性和系统性已经远超过美国NASA制定的未来航天计划了,现在是美国人开始追赶中国速度了,未来只会让他们越追越远,到最终彻底追不上。