星舰在轨燃料补给技术取得进展

NASA表示，SpaceX公司于2025年完成星舰在轨燃料补给验证的目标正在按计划进行，该技术对星舰将宇航员送上月球表面至关重要。

4月26日，NASA负责“火星到月球”项目的副局长Amit Kshatriya向NASA顾问委员会载人探索和运行委员会表示，SpaceX公司在3月14日最新一次星舰试飞中的验证使星舰在轨燃料补给技术研发向前迈进了一步。

基于2020年与NASA签署的“转折点”合同，SpaceX公司在试飞过程中进行了在轨推进剂转移验证。按照计划，星舰在轨飞行过程中会将10吨液氧从头部储箱转移到主储箱。

SpaceX公司在试飞当天曾表示完成了该项验证，但此后SpaceX和NASA均未透露更多的相关信息。Kshatriya在顾问委员会的会议上表示该验证进展顺利，他说：“在第3次试飞中，他们在内部储箱之间进行了液氧转移试验，各方面均取得成功。”

下一次关键里程碑将是计划在2025年完成的一次验证，两艘星舰将在轨对接，并将推进剂由一艘转移到另一艘。根据Kshatriya在会上展示的材料，下次验证的计划已经通过了飞行系统评审，主要目标包括验证整体任务构架和关键子系统等。

在该任务中，“目标”星舰将首先发射入轨，并在3到4周后完成“追随”星舰的发射。两艘飞行器将在轨对接，并由追随星舰将推进剂转移到目标星舰上。完整验证后，两艘星舰将脱离对接并离轨。

Kshatriya表示，SpaceX还需要在验证之前完成一些工作，其中包括分析星舰在轨姿态变化时储箱中推进剂的晃动，以及在两艘星舰对接后需要多少推力才能使推进剂在星舰之间流动。

他说：“开展验证试验就是要确保理解推进剂的晃动动力学，理解储箱中除推进剂之外的空位的状态，以及需要多少推力完成推进剂转移。”

推进剂转移技术对星舰在低轨道以外的任务至关重要，其中包括载人登陆系统版（HLS）的星舰。从阿忒弥斯3号任务开始（目前计划不早于2026年9月发射），将由该版本的星舰将宇航员送至月球表面。推进剂将由多艘星舰运送至地球低轨道的转运站，再由转运站将推进剂转移给HLS版的星舰，使其能够飞抵月球。

究竟需要完成多少次补给星舰发射目前存在争议，最高的估计数量为20次。Kshatriya没有在发言中给出具体数字，只表示需要继续开展工作以更好的理解燃料补给过程。

他表示SpaceX正在研究推进剂蒸发和泄漏等因素以及可以从一艘星舰上有效转移多少推进剂。他说：“这些都是摆在他们面前的问题，但这些都已经在验证计划当中，最终会得到答案。”

完成在轨推进剂转移验证后，将进行HLS星舰的无人飞行试验，其中包括推进剂补给和月球着陆。该任务中还将包括新增的“升空试验”，验证星舰能够在月球表面起飞。

4月26日，在回复有关Kshatriya发言的帖子时，SpaceX公司首席执行官伊隆马斯克在社交媒体上表示：“星舰及推进器的完全快速重复利用和在轨推进剂补给是我们明年年底前计划解决的两项关键技术”，“它们是使人类成为跨星球物种的关键环节。”

美太空军招标涉密通信卫星

美国太空军正在启动采购下一代通信卫星项目，该项目对美国国家核武器指挥、控制和通信网络至关重要。

这个预计总价80亿美元的项目名为先进战略卫星通信（ESS），将辅助并最终替代现有的先进极高频率卫星星座（AEHF）。新系统将在全世界范围内为国防指挥机关和地面部队提供关键的抗干扰通信，覆盖范围包括北极地区（现有系统并不具备这种能力）。

太空系统指挥部在4月5日发布了招标前通知，表示ESS卫星的方案征集将很快开始。而对应的地面系统和用户终端将通过另外的采购案采购。

太空军计划在2025年开始卫星研制工作，并在2030年完成新星座的部署。ESS星座将至少在静止轨道和高倾角轨道部署4颗星间互联的卫星。

波音与Northrop的竞争

波音公司和Northrop公司是该项目的主要竞争者，两家公司从2020年开始就在政府合约的支持下开发ESS的原理样件。但太空系统指挥部表示，研制阶段将基于公开竞标，由所有满足条件的参与者公平竞争。

Northrop Grumman表示该公司“已在去年12月成功完成了ESS样件的关键技术验证”。该公司发言人在4月25日发表的声明中表示：“Northrop Grumman正处在样件快速开发的总结阶段，我们将把获得的经验纳入ESS研制方案中，并在今年完成方案编制。”

波音公司也在通过以往军用和商用卫星平台以及载荷技术研发ESS样件，并表示该公司也在去年12月完成了关键技术验证。

中标单位将获得一份正本加成合同或成本补偿合同。与固定价格合同相比，这种合同承认设计阶段还存在不确定性，并承诺政府在支付获批价格外，承包商还能获得允许的利润空间。

Lynk获得美国政府卫星手机直连服务合同

卫星手机直连行业的领导者之一Lynk Global公司宣布与美国国防信息系统局（DISA）达成合同，将为美国国防部、国土安全局以及其它联邦政府机构提供卫星手机直连服务。

按照合同约定，美国政府机构将获得短信、应急广播警报以及LynkCast天气和信息广播等卫星手机直连服务，合同周期5年，并包括续约5年的选项。

Lynk公司联合创始人及首席财务官Margo Deckard表示：“Lynk将为美国政府机构提供关乎生命的应急通信服务，以便在没有地面通信手段或地面网络故障时服务美国人民。”她补充说，DISA和太空军将通过大规模地球低轨道（PLEO）项目拯救生命，“我们很荣幸能够为冒着生命危险服务美国人民的人服务。”

通过DISA进行采购，美国政府是商业卫星通信的主要客户之一。2022年，DISA首次启动了PLEO卫星服务招标，并在20多家公司中选择Lynk作为卫星手机直连业务的独家供应商。

Lynk公司联合创始人及CEO Charles Miller表示：“美国国防部已经对Lynk的技术进行了数年的测试，国防部授予我们有史以来第一个卫星手机直连合同，我们对国防部的信任深感感激”，“这项合同将使国防部近300万员工无论遇到什么情况，在任何地点、任何时刻都能使用口袋中的手机保持通信。”

Relativity Space公司获得美国空军870万美元合同开展增材加工技术研究

利用增材加工（3D打印）制造火箭的Relativity Space公司获得了美国空军研究实验室（AFRL）870万美元合同，研究增材制造实时探伤技术。

增材制造实时探伤是在材料打印的同时进行缺陷检测的技术。由于增材制造是将材料以很薄的厚度不断叠加的过程，因而过程中可能存在缺陷。

这个为期2年的研究合同来自俄亥俄州Wright-Patterson空军基地的AFRL材料与制造局。这项研究将在Relativity公司位于加州长滩的工厂进行，使用该公司“星门3D”大尺寸金属打印平台。

AFRL材料与制造局物理学家Adam Hicks向记者表示：“与Relativity公司合作开展的这项研究是在国会的要求下进行的。”

美国国会在国家防务授权法案中要求国防部开展研究，推动增材制造技术在宇航零部件以及飞行器研制中的应用，提高生产效率。国会还要求国防部建立国内供应商网络帮助开展这些技术的评估。

Hicks表示，AFRL将与Relativity合作开展大尺寸增材加工实时探伤技术，他说：“目标是开发加工过程中和完成后的非损伤评估技术，其中还包括先进机器人技术、自动化以及数字化企业工具。”

非损伤评估技术通过不破坏的手段检验零部件结构，确保最终产品的质量和完整性。

在航空航天工程领域，数字线程相当于一个平台（例如一架飞机）从设计到投入应用全周期的中枢神经系统。数字线程由数据组成，填补项目开发过程中不同阶段存在的隔阂。

专家指出，实时探伤对于大尺寸增材制造在宇航领域以及其它高要求领域的应用非常重要。

Relativity Space是少数几家掌握先进宇航产品增材制造技术的公司。该技术能够缩短研制周期、提升设计灵活性并降低零部件重量。然而，确保增材制造零部件的质量目前仍然是一个挑战。

SDA与挪威合作开展预警星座通信测试

（Space news 2024年4月10日报道）美国太空发展局（SDA）正在与挪威紧密合作，测试支持其预警星座的通信网络。

SDA与挪威军方合作，正在挪威北部安装一副射频天线，对“链路16（Link 16）”进行测试。链路16是北约的无线电通信加密战术数据协议。

4月10日，SDA负责人Derek Tournear在第39届太空研讨会上表示：“我们将通过挪威进行指令与控制。”

SDA在阿拉斯加、宾夕法尼亚以及美国国内其它地点设有地面站，与大规模作战太空构架星座进行通信。

Tournear表示，安装在挪威的这幅天线将帮助SDA“拓展地面站的分布范围，从而能够更加频繁的与星座通信”。此外，挪威地处高纬度地区，这对SDA的极轨星座通信很重要。

即将开展的测试

挪威还在将与SDA合作，在今年夏天进行链路16测试。

Tournear说：“我们将进行卫星与挪威国内平台、空中飞行器和地面站的链路16验证”，“他们将能够利用链路16以及第0阶段在轨卫星直接与我们进行通话。”

去年，SDA与一个匿名的五眼联盟国家进行了同类型的链路16测试。

链路16

在太空研讨会的发言中，Tournear还介绍了链路16验证的进展。

SDA最初在去年11月进行了链路16星地通信验证。当时，该网络可以在卫星过顶时50%的时间内建立连接，并保持大约30秒。

Tournear表示，目前SDA可以在卫星过顶的100%时间内建立通信，“并保持大约10分钟”，也就是卫星过顶的全部时段。“因此，系统表现非常良好。”

Astranis新一代小GEO卫星重量增大

（SpaceNews 2024年4月10日报道）Astranis公司于4月10日发布了新一代小GEO卫星产品。这款卫星名为Omega，其通信容量较上一代增大5倍，重量增大约50%，但仍远小于传统GEO通信卫星因而价格较低。这款卫星计划2026年开始发射。

Astranis公司CEO John Gedmark表示，Omega的设计通信能力达到50Gbps以上，而该公司将在未来两年发射的9颗已售卫星的通信能力为10-12Gbps。

Gedmark告诉记者，上一代卫星体积相当于一台洗碗机，重量400Kg，Omega的重量略微增大，大约600Kg。

而传统GEO通信卫星重约数吨，体积相当于一辆公交车，以便为转发器和供电提供更多的空间。例如，Viasat-3星座的每一颗卫星都大约重6吨左右，通信容量大约为1Tbps。该星座的首发星出现在轨故障，通信能力损失90%以上。

与瑞士小GEO卫星公司Swissto12开发的卫星相同，Astranis公司的卫星主要为局部地区（例如一个国家）提供宽带服务。截至目前，Astranis的客户包括美国、墨西哥、阿根廷、泰国和菲律宾的电信服务商，为当地提供通信服务。

Astranis公司负责其卫星的在轨运营，并在卫星寿命周期内将通信容量出租给客户。其卫星的在轨寿命为8年，约为传统GEO卫星的一半。

根据Astranis公司公布的数据，该公司目前出售的卫星将在全部寿命周期内为公司带来12亿美元的收入。目前该公司发射的第一颗也是唯一一颗卫星（名为Arcturus）在去年发射后出现在轨太阳翼故障。

Astranis公司计划今年由SpaceX公司一次完成4颗卫星发射（被称为“第二批”）。这些卫星已经过改进，修复太阳翼故障。另外后续还计划由未公开的发射服务商一次完成5颗卫星发射（被称为“第三批”）。

Gedmark拒绝透露Omega将于2026年在第几批卫星中发射。他表示Omega的首发星将在2025年年中完成研制。

他介绍说，该公司目前的卫星采用了化学推进和电推进结合的方式，而Omega将采用全电推以将在轨寿命提升到10年左右，并提升在轨机动性。

Gedmark拒绝透露Omega的客户，但介绍说该公司正在开发两个版本，一个是采用Ka频段的军民两用卫星，一个是采用X频段的军用卫星。

Gedmark说：“我们知道美国政府希望获得尽可能多的通信能力”，“但同时他们也在寻求发展卫星数量更多的星座构架。”

他所指的是“受保护全球战术通信卫星项目（PTS-G）”，这是纳入美国总统2025财年预算申请的项目，开发周期两年，总价值5.58亿美元，由Ka和X频段的静止轨道小卫星组成星座。

Gedmark说：“我们对这个项目感到非常兴奋”，“我们希望参加竞标并获得成功。”

性能提升

据Gedmark介绍，为了在较小的体积内实现更高的性能，Omega卫星将采用自研的半导体产生高功率信号，替代传统静止轨道卫星使用的行波管。

他说：“行波管放大器重量大，研制周期长，并且非常昂贵”，“因此在载荷中使用固态功率放大器是一个非常大的进步。”

Astranis公司同时还将为Omega卫星订制更大的可展开天线以提升性能，天线的制造商是位于科罗拉多州路易斯维尔的Tendeg公司。

总体上，Astranis公司希望能够将更多的部件自研，以加快和改进生产。

该公司的首颗卫星Arcturus大约一半的零部件为自研，而近期生产卫星的自研率已经达到60%。Astranis计划将Omega卫星的自研比例提升到70%。

此前为Astranis公司提供卫星零部件的企业包括L3Harris，RUAG宇航，Kongsberg防务与宇航，Aitech系统以及Moog公司。

Astranis并未说明Arcturus卫星上故障太阳翼部件的制造商。

第二批卫星中包括一颗名为UtilitySat的多任务卫星，该星入轨后将首先为阿拉斯加电信企业太平洋数据端口公司提供服务，弥补Aruturus卫星失效带来的损失。

欧空局与泰雷兹签订合同重启ExoMars火星探测任务

欧空局与一个企业团队签订合同，重启两年前由于地缘政治原因导致停滞的火星探测车项目。

4月9日，欧空局宣布与泰雷兹牵头的一个企业团队签订总价5.22亿欧元合同，重新启动ExoMars罗萨林德富兰克林任务。该任务将把罗萨林德富兰克林号火星探测车送上火星表面。该火星车配备了钻探设备，将在火星表面两米以下收集样本，分析当前以及过去生命的证据。

ExoMars原计划2022年9月由俄罗斯质子号火箭发射，欧空局和俄罗斯还合作开发了火星车的着陆平台。欧空局在2022年俄乌冲突发生几周后暂停了双方的合作，将已完成研制的火星车处于存储状态。

新合同的内容包括替代俄罗斯提供的产品。泰雷兹作为主承包商，将牵头开展新着陆平台的设计以替代俄罗斯着陆平台，同时还将负责平台总装和测试的工作。空客防务与宇航作为火星探测车的研制单位，将为新着陆平台提供机械、热控和推进系统。阿里安集团将为着陆舱研制隔热防护，OHB将研制一个运载舱。

TAS副首席执行官，观测、探索与导航业务高级副主席Massimo Comparini在第29节太空研讨会（Space Symposium）期间的发布会上表示： “我们这个企业团队的主要成员具备互补的技术和经验。”

除恢复ExoMars项目以外，该合同的内容还包括帮助欧洲开发接近、下降和登陆（EDL）中的关键技术。欧空局载人与机械探索业务主管Daniel Neuenschwander在发布会上表示：“最重要的是我们为欧洲发展新的能力，产业能力”，“EDL是一个关键主题。”

他介绍说，新的着陆器不需要火星车进行任何重大改动。TAS在一份声明中表示，该公司在合同中的任务包括对火星探测车和其它任务硬件进行“全面的审查和测试”，同时也包括在火星车上安装新的红外光谱仪。

ExoMars任务中还将有NASA的参与，在欧空局宣布停止与俄罗斯合作后，欧空局与NASA宣布合作。NASA将提供空气制动发动机和放射性同位素加热装置（RHUs），这种小型装置利用钚衰变产生的热量保持航天器的温度。

NASA还将为该任务提供发射，目前计划的时间是2028年第四季度。Neuenschwander表示NASA目前正在为ExoMars任务选择运载火箭，但尚未做出决定。他说： “目前在美国运行的几款火箭都是可能的候选对象”用于ExoMars任务发射。

Comparini表示，2028年年底发射并非由单一因素导致，“更多是由于更新和改造该任务的复杂性导致。”

Neuenschwander补充说：“我们现在面临着这类任务中通常会出现的的挑战”，他将此次签订的合同称作该项目的“重要稳定因素”，“现在，还有很多工作需要完成，但我们已经回到了一个正常、典型的宇航项目的轨道上来。”

Kratos公司为美军演示卫星互联网技术

4月4日，Kratos防务与安全解决方案公司宣布，该公司通过虚拟地面系统为美军完成了一项卫星互联网技术演示验证。虚拟地面系统可通过软件对卫星星座进行控制，替代传统上基于硬件的地面站。

作为升级战术单位话音和数据通信的一部分，该公司于2022年获得了美国陆军战术指挥、控制与通信执行办公室（PEO C3T）的技术演示验证合同。美国陆军正在尝试采用商业技术，而不是建造自己定制的太空网络。

验证中，Kratos采用了自主开发的OpenSpace（开放宇航）平台（一款虚拟的卫星通信地面系统），成功利用地球低轨道卫星向使用小型地面天线的士兵提供了互联网信号。

验证中采用了Telesat公司的LEO 3卫星

在验证中，Kratos公司使用Cobham公司的跟踪天线接收了Telesat公司LEO 3卫星的信号。LEO 3 是Telesat公司于2023年7月发射的一颗试验卫星，为该公司计划中的Lightspeed（光速）宽带星座进行技术验证。

Kratos公司在声明中说：“实验验证了一个灵活的网络构架，可以让士兵通过Cobham天线与Telesat公司的LEO 3卫星进行通信。”

Telesat公司的LEO 3卫星由火箭实验室的电子火箭发射，它是该公司7颗试验卫星之一，配备了Ka和V频段载荷。