二月二十号，中国的实践二十五号卫星，在距离地球三万公里的高空中，完成了给北斗G7卫星的推进剂灌注。
这是一项非常重要的技术突破，长期以来技术都掌握在俄罗斯和美国的手里。
今天就围绕着这件事来说一说。
为什么给卫星加注推进剂就可以让卫星延寿？
卫星的寿命不是根据卫星的部件老化来决定的，而是根据卫星自身携带的推进剂决定的。
因为卫星在飞行的过程中，虽然距离地球很远，但多少都会受到地球引力以及微薄空气阻力的影响。
那么在地球的引力和空气阻力的作用下，卫星不仅会越来越靠近地球，有着向地球坠落的风险，还会让自身的姿态发生变化。
不进行及时纠正的话，卫星就会变成太空废弃物，或者直接坠入大气层被销毁。
这个时候，卫星使用自身携带的推进剂，将卫星推回原来的轨道，或者重新调整卫星的姿态，就可以避免这样的事情发生。
所以当卫星自身携带的推进剂耗尽，那么也就意味着卫星的寿命也就到了。
当然了使用推进剂调整卫星，并不是只有在卫星因为地球引力和空气阻力作用下发生变化，才会使用。
有时候出现一些有害的天文现象的时候，卫星也会通过推进剂调整姿态，来躲避这些有害的天文现象。
比如太阳耀斑的爆发，这个时候就需要将卫星调整到和太阳耀斑接触面积最小的姿态上。
不过这样做，就会将推进剂提前耗尽，减少卫星的寿命。
而太空现象，包括陨石袭击、太空废弃物撞击等等。
所以卫星自身携带的推进剂是非常重要的一种资源，携带的多少，直接决定了卫星的使用周期。
最关键的是卫星的成本。
通常情况下一颗卫星的成本在一亿美元到四亿美元之间（注：有些卫星的造价高达几十亿美元），而一颗微小卫星的成本也在一百万美元（比如：星链卫星）。
这还是卫星的制造成本，还有发射成本。
一公斤的卫星按照过去的发射模式，一公斤就需要付出七千到一万美元。
现在各国研究火箭的可回收利用技术，这才将成本压缩到两千美元一公斤。
但不管怎么说，发射一颗卫星的成本依然很高。
如果能给卫星加注推进剂，那么不仅会有效提升卫星的使用周期，还可以避免这种重复发射造成的成本浪费。
往深了去想，还解决了一部分卫星荷载问题。
要知道卫星的荷载，都是经过严格计算的，有限的荷载还得考虑推进剂的重量。
既要考虑科学仪器的重量，还要考虑推进剂的重量，两者不仅要搭配平衡，总体的重量还不能超标。
而如果有了给卫星加油的技术，这些都不会成为问题，更加高精尖的设备就会被放在卫星上了。
（注：给静止轨道上的卫星每加六十公斤的推进剂，就可以延长十二月的寿命）
其他各国的太空加油技术进展
太空加油技术很诱人，所以这项技术一直都是航天领域的研究热点。
而这项技术在相当长的时间里，一直掌握在美国和俄罗斯的手里，但截止到2020年的时候，实现在轨加注技术的只有俄罗斯。
其实研究在轨加注技术，美国早在上个世纪八十年代就开始了。
直到2019年，发射了一颗名为MEV—1卫星，这才突破了太空加油技术。
实验对象是一颗GEO卫星，成功将这颗卫星的寿命延长了五年。
而这颗MEV—1卫星的重量是两吨，但携带的推进剂却有一吨左右，这些主推机，足够它为其他三颗即将报废的GEO卫星续命五年。
那么中国呢？
中国一直属于跟随者，但在太空加油技术上也不愿意落人之后，所以早在2016年的时候，中国发射了天源一号卫星，就是为了获取在轨加注技术的验证和实验。
在这次实验中，中国的科技人员获取了三种加注技术的的数据。
到了2017年四月二十三号的时候，天舟一号货运飞船就为天宫二号进行了推进剂加注实验。
（注：难度最高的是给卫星加注技术。）
直到今年的二月份，这项技术才稳稳的拿在了手里。
那么这项技术难点在哪里呢？
其一，这是在微重力环境中进行对接。
很多人感觉，有重力影响对接应该是最麻烦的，毕竟在重力作用下，对接口总会下移。
其实这个想法是完全错误的。
在微重力或者无重力的环境中，物体的运动虽然不受常规的重力约束，但在双方对接的时候，会发射漂移和旋转的情况，这比对接口向下还难以控制。
最关键的是，在这种环境中，哪怕是一牛的力量，都可以让对接口产生漂移和旋转。
而且太空加油技术是需要毫米级精度对接的，想想看毫米级是什么概念？
说几组数据感觉一下。
首先是卫星和加油航天器的速度都必须在第一宇宙速度，也就是一秒七千八百公里，进行操作。
在这种高速下，要保持两者之间的相对静止状态，这项操作的难度可想而知。
而且双方的位置偏差不可以超过0.1毫米，角度误差不超过0.01度。
（注：不是错误，是误差，误差是所有操作都在正确范围内允许出现的情况）
其二，必须具备优秀的智能避障和自适应调节。
听着专业术语满满的感觉，稍微的解释一下。
在太空中存在不可预测的微小震动。
比如微小陨石碰撞卫星，热胀冷缩导致的变形引起的震动，甚至是变形等等。
一旦发生变形，对接口形状不一致怎么对接？
发射震动，因为是太空环境，就会引起意想不到的现象，比如旋转，漂移等等。
这些都是很小的物理现象，但就需要更加高科技的手段来处理，比如激光雷达，机器视觉系统，各种算法加持等等。
甚至为了防止热胀冷缩，微小陨石碰撞现象出现，还需要研发吸收碰撞能量，保障接触瞬间稳定，不出现热胀冷缩的材料和技术。
其三，推进剂的配方。
要知道低温推进剂在天空中是非常容易挥发的。
想要解决这个问题，有两种方法。
首先是隔热，然后是需要多次补加最终加到预定数量为止。
听起来这个方法很简单，但加隔热就增加了重量，在太空中重量是非常重要的一个指标，多加了隔热，就要少加其他的东西。
而且多次补加，也就意味着本来携带的燃料够十颗卫星延续寿命的，结果就变成了八颗，这会得不偿失。
（注：这是举例，没有依据）。
第二种方法就是研究新配方，让推进剂不易挥发。
这种方法就显而易见了，不仅可以让储备的推进剂达到预期的目标，还可以提升加注效率。
其四，设备材料的考验
比如天宫二号的压气机，就必须在极端环境下将储箱气体压回气瓶里。
这个操作对于耐低温材料就有一个非常高的要求。
其实如果细说下来，要求的前置技术条件更加的多。
比如静电敏感，欧洲的SMART—1就曾经因为放电引发过爆炸。
而在加注过程中，推进剂的流动势必引起摩擦，摩擦多了产生的静电怎么办？
总之，想要掌握太空加油技术，没有技术和材料上的突破，就别想了，很多技术都属于该领域的先进技术。
太空加注技术的优点
其一成本问题。
以北斗系统为例，五十五颗北斗卫星，如果寿命都延期八年的话，就相当于少发射了十一次。
那么进行商业推广的话，其中的经济价值就更大了。
比如国际通信卫星组织的Viasat—3，这种卫星仅造价就要六亿五千万美元，这要是因为推进剂的原因报废了，就可惜了。
如果选择太空加油技术不断的加推进剂，延续寿命，直到部件老化，这种卫星的工作周期会提升两倍不止。
再说卫星可不止一个国家有，其他各国的卫星也不少。
这个市场可是很庞大的。
（注：到2030年，预计这个市场会高达三百亿美元。）
有了市场的支撑，中国对于自身的卫星加注推进剂的成本，可以忽略不计了。
到时候中国在太空直接建立一个太空加油站，只要有需求，加油站直接去为客户加油，来个上门服务。
要知道中国变轨技术也是一流的，2022年一月份，使用实践二号，将一颗失效的北斗卫星拖到了距离原来轨道三百公里的轨道上。
在深入一下，中国的机械臂也是很不错的。
到时候提供上门维修服务也不是不可以的。
也就是说中国可以在太空建立一个加油带维修的4S店，是完全可以的。
其二、技术的进步意味着标准的博弈。
当技术发展到一定程度之后，那么标准就成为了该领域的一个急需完成的事情。
为什么呢？
想想看，为卫星加注推进剂，对接口是不是需要统一？
中国是一个对接口，美国会接受吗？
一定不会，它会弄出另一个接口。
而小小的接口，就预示了未来在太空中有关加油技术，就会出现两套标准。
每一套标准的细则，都会有该标准牵头者进行制定，而这种制定往往会根据自身的发展需求进行规定。
接受这些标准，意味着什么，不用多说了吧？
中国早些年，被标准束缚都深入体会的，美国用标准卡中国脖子也不是一次两次了。
所以标准很重要。
不管怎么说，中国航天人用七十年的时间，让各项航天技术，从生存，到跟随，然后走到引领的局面，放在历史书中，都是一个伟大的创举。
