Der er nu en tankstation i rummet

Ifølge Union of Concerned Scientists (UCS), over 4, 000 operationelle satellitter er i øjeblikket i kredsløb om Jorden. Ifølge nogle skøn, dette tal forventes at nå så højt som 100, 000 ved udgangen af ​​dette årti, herunder telekommunikation, internet, forskning, navigation, og jordobservationssatellitter. Som en del af kommercialiseringen af ​​lavt kredsløb om jorden (LEO), der forventes i dette århundrede, tilstedeværelsen af ​​så mange satellitter vil skabe nye muligheder, samt farer.

Tilstedeværelsen af ​​disse satellitter vil kræve en hel del afbødning for at forhindre kollisioner, service og vedligeholdelse. For eksempel, den San Francisco-baserede startup Orbit Fab arbejder på at skabe al den nødvendige teknologi til orbital tankning tjenester til satellitter. For at hjælpe med at realisere dette mål, industrigiganten Lockheed Martin annoncerede for nylig, at de investerer i Orbit Fabs "Gas Stations in Space"-tankningsteknologi.

Den San Francisco-baserede startup blev grundlagt i 2018 af Daniel Faber og Jeremy Schiel, som begge har en stærk baggrund i den kommercielle rumindustri. Mellem 2016 og 2019, Faber var administrerende direktør for Deep Space Industries (DSI), en af ​​de førende virksomheder, der i øjeblikket udvikler asteroide minedrift. Schiel, i mellemtiden, var næstformand for Consortium for Execution of Rendezvous and Servicing Operations (CONFERS), et konsortium dedikeret til at fremme standarder og bedste praksis for satellitservice.

Som de skriver på deres hjemmeside, virksomheden blev grundlagt for at skabe "et blomstrende marked i rummet for produkter og tjenester, der understøtter både eksisterende rumvirksomheder (kommunikation og jordobservation) og nye industrier som rumturisme, fremstilling og minedrift." Deres første produkt er Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface (RAFTI), en brændstofport, der vil give mulighed for kredsløbstankning for satellitter.

RAFTI-systemet er designet til at forlænge den forventede levetid for rumfartøjer ved at give dem mulighed for at udføre tankning i kredsløb. Systemet kommer i to komponenter:Serviceventilen (SV) og Space Coupling Half (SCH). SV fungerer som et påfyldnings-/drænsystem til jordbrændstof og tankning i kredsløb, en primær docking-adapter til at forbinde to rumfartøjer sammen, og en sekundær serviceforbindelse for at lette serviceopgaver, der bruger robotarme.

SCH er en dobbeltvirkende låsemekanisme, der understøtter både primær docking eller sekundær fastgørelse af to rumfartøjer. Ifølge RAFTI Spec Sheet, systemet måler 10 x 10 x ,5 cm (3,9 x 3,9 x 0,2 tommer), eller 500 cm ³ (30,5 kubiktommer); har et maksimalt effektbehov på 10 watt (W); og kan rumme en flowhastighed på 1 liter (0,264 gallons) pr. minut (ved en stigning på 15 psi/m).

Den kan fungere ved temperaturer på -40 til 120 grader Celsius (-40 til 248 grader Fahrenheit) og tryk på 500 til 3, 000 psi. Til sidst, den kan håndtere mange typer drivmiddel, inklusive LOX/H2, vand og alkohol, nitrogen, helium, xenon og krypton. Det kan angiveligt holde interne/eksterne lækager så lave som 1 x 10 ^-6 kvadrat kubikcentimeter pr. sekund (scc/s) - hvilket er så lavt, at det knap nok kan måles.

Den her sommer, RAFTI SV var flyvekvalificeret efter at være blevet opsendt til rummet ombord på en SpaceX Falcon 9 raket (den 30. juni, 2021). Som en del af en aftale med den Seattle-baserede opsendelsestjenesteudbyder Spaceflight Inc., SV fløj ombord på Orbit Fabs prototype Tanker-001 Tenzing rumfartøj. Denne flyvning havde til formål at teste kampvognene, brændstofhavne, thrustere, og rendezvous og dockingsystemer.

Tanker-001 Tenzing rumfartøjet er nu i en solsynkron kredsløb (SSO) og bærer high-test peroxide (HTP) brændstof, et "grønt drivmiddel, gør det til verdens første operationelle brændstofdepot i rummet. Tidligere, Orbit Fab gennemførte et fire måneders testprogram, lancering af en prototype tankskib til ISS i maj 2019. I processen, de validerede deres drivmiddeltilførselssystem og blev det første firma til at tanke ISS med vand.

Seneste, Orbit Fab annoncerede, at de havde sikret sig investeringer fra to rumfartsgiganter - Lockheed Martin og Northrop Grumman - som begge har en lang historie med at fremstille satellitter til kommercielle, navigation og militære applikationer. Chris Moran, VP, administrerende direktør og general manager for Lockheed Martin Ventures, sagde i en nylig pressemeddelelse:"Lockheed Martin har en lang arv fra at investere i og udvikle servicekapaciteter og deres muliggørende teknologier. Dette inkluderer til militære og kommercielle, store og små rumsystemer. Vores charter er at investere strategisk i mindre teknologivirksomheder med fokus på innovative teknologier inden for vores eksisterende virksomheder, og Orbit Fab opfylder dette kriterium. Vi ser frem til at arbejde med Orbit Fab og få adgang til deres in-orbit tankning teknologi, en vigtig komponent i rumflyvningslogistik, der kan hjælpe vores kunder med at håndtere nye og udviklende trusler."

"Denne investering i Orbit Fab er en af ​​flere, vi har foretaget, som har skabt og understøttet innovative teknologier og muligheder for on-orbit fleksibilitet, " tilføjede Paul Pelley. "Evnen til at tanke en satellit i kredsløb er en kritisk komponent for vores kunders missioner, fordi det giver dem større manøvredygtighed og kan forlænge levetiden af ​​en mission med genopfyldt brændstof."

Pelley er direktør for Augmentation System Port INTErface (ASPIN) programmet hos Lockheed Martin Space. ASPIN er en docking-adapter, som virksomheden vil inkludere i sin LM 2100 kampsatellitbus, som vil give mulighed for hardware- og instrumentopgraderinger i kredsløb. Adapteren er designet til at have masser af åben plads til at understøtte brændstofpåfyldningsgrænseflader, såsom Orbit Fabs RAFTI-port.

Tidligere på måneden virksomheden meddelte, at den havde gennemført miljøtest med Lockheed Martin IN-space Upgrade Satellite System (LINUSS), som vil blive opsendt til kredsløb senere i år. Ligner i konceptet til ASPIN, LINUSS-teknologien vil demonstrere, hvordan små CubeSats kan opgradere satellitkonstellationer for at udvide deres operationer og forlænge deres levetid.

Denne forskning er en del af en større indsats for at udvikle den nødvendige teknologi og værktøjer til at reparere, tanke op, og opgradere satellitter i kredsløb. Ved at udvide deres evner og liv, færre satellitter vil blive nedlagt over tid, dermed mindske muligheden for kollisioner og orbitalaffald over tid. Trods alt, kommercialisering af LEO betyder, at vi er nødt til at tage skridt til at forhindre Kessler-syndromet i at ødelægge alt!