當(dāng)前，服務(wù)航天器再次受到青睞，一如NASA研發(fā)的多任務(wù)模塊化航天器（MMS）和以服務(wù)思想設(shè)計(jì)研發(fā)的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡一樣。
按照2010年國(guó)會(huì)立法及5年后的修訂版要求，NASA需要旗艦式天體物理學(xué)任務(wù)支撐服務(wù)，即使其軌道在100多萬(wàn)千米之上。NASA還發(fā)布了信息征求，尋求既可服務(wù)“小行星再定向任務(wù)”（ARM），又可為近地軌道政府衛(wèi)星補(bǔ)充燃料的航天器設(shè)計(jì)理念。
戈達(dá)德航天飛行中心衛(wèi)星服務(wù)能力辦公室（SSCO）項(xiàng)目副主任雷德說(shuō)“40年一循環(huán)又開(kāi)始了”，SSCO負(fù)責(zé)研發(fā)所有哈勃望遠(yuǎn)鏡的服務(wù)技術(shù)，目前正在研發(fā)并演示驗(yàn)證下一代服務(wù)技術(shù)，包括在國(guó)際空間站開(kāi)展演示驗(yàn)證。他認(rèn)為，NASA正走在通向未來(lái)之路。
今昔在軌服務(wù)對(duì)比
衛(wèi)星服務(wù)并非新鮮事，迄今為止，美國(guó)已經(jīng)五次維修哈勃望遠(yuǎn)鏡；1984年，使用MMS服務(wù)衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)太陽(yáng)峰年（Solar Max）探測(cè)器進(jìn)行了維修。與過(guò)去不同，如今的衛(wèi)星服務(wù)面向未來(lái)，所需技術(shù)要確保任務(wù)成功。機(jī)器人航天器可能與地面操作人員一道，共同執(zhí)行各種操作，而不是宇航員使用自動(dòng)化工具或其他專用工具執(zhí)行操作，就像在近地軌道維修哈勃望遠(yuǎn)鏡和太陽(yáng)峰年探測(cè)器那樣。
SSCO工程師表示，戈達(dá)德已經(jīng)知道如何為近地軌道衛(wèi)星提供服務(wù)，現(xiàn)在正在研究近地軌道之外的服務(wù)，未來(lái)的旗艦任務(wù)，包括廣域紅外望遠(yuǎn)鏡（WFIRST-AFTAT）和其他未來(lái)的天文臺(tái)都在更遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)行。由于擔(dān)心在技術(shù)上不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)拉格朗日L2點(diǎn)任務(wù)提供服務(wù)，有些人建議在在地球靜止軌道（GEO）運(yùn)行天文臺(tái)，距離月球大約10%的距離。
機(jī)器人燃料加注
目前，NASA正在國(guó)際空間站進(jìn)行“機(jī)器人燃料加注”（RRM）任務(wù)第二階段的在軌演示驗(yàn)證，使用加拿大航天局的雙臂自動(dòng)機(jī)器人Dextre，驗(yàn)證未來(lái)機(jī)器人如何在太空服務(wù)衛(wèi)星并為衛(wèi)星加注燃料。
其中一種工具是“視覺(jué)檢查可挑姿無(wú)脊椎機(jī)器人”（VIPIR），其上配有電動(dòng)變焦鏡頭照相機(jī)、管道鏡照相機(jī)、態(tài)勢(shì)感知照相機(jī)。借助這個(gè)機(jī)器人眼睛，任務(wù)操作者可以排除異常，研究微流星體的撞擊，并并執(zhí)行遙控衛(wèi)星維修工作。2015年早些時(shí)候NASA成功演示了VIPIR的能力。
在RRM第三階段，SSCO團(tuán)隊(duì)計(jì)劃演示驗(yàn)證氙氣的轉(zhuǎn)移，這是一種無(wú)色無(wú)味的高密度氣體，有望用于離子發(fā)動(dòng)機(jī)中。
不過(guò)，RRM僅僅是SSCO服務(wù)未來(lái)工作中的一小部分。
ROSE與Restore
為了易于接受服務(wù)，無(wú)論衛(wèi)星處于何種軌道，其自身必須設(shè)計(jì)成可接受維修。例如NASA的MMA服務(wù)衛(wèi)星平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)，易于宇航員為出現(xiàn)故障的太陽(yáng)峰年探測(cè)器更換新的姿控系統(tǒng)。哈勃望遠(yuǎn)鏡采用的是部件級(jí)別的在軌維修，由于缺少模塊化設(shè)計(jì)，NASA幾乎要為每個(gè)部件和任務(wù)開(kāi)發(fā)專用工具和程序。
SSCO要提高到一個(gè)新水平，模塊化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。SSCO正在開(kāi)發(fā)“用于科學(xué)探索的可重構(gòu)運(yùn)行航天器”（ROSE）項(xiàng)目，目的是在MMS成果基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)一種低成本的服務(wù)航天器。SSCO的首要目標(biāo)是在系統(tǒng)級(jí)別上提供的長(zhǎng)期、經(jīng)濟(jì)可負(fù)的服務(wù)能力，這就要求ROSE 在執(zhí)行中型任務(wù)時(shí)具有高度靈活性。SSCO將ROSE視為未來(lái)任務(wù)的探路者。
SSCO正在研發(fā)機(jī)器人服務(wù)航天器。過(guò)去幾年，SSCO實(shí)施了一項(xiàng)名為“修復(fù)”（Restore）的概念性任務(wù)，目的是在地球同步軌道和近地軌道為衛(wèi)星加注燃料。
關(guān)鍵服務(wù)技術(shù)是用于NASA的小行星再定向任務(wù)（ARM）中。ARM將從近地小行星上抓捕一塊巨石，將其送入繞月的穩(wěn)定軌道上，以備宇航員實(shí)施探測(cè)。按照NASA的信息議案征詢，同樣的航天器還可以為近地軌道的政府衛(wèi)星加注燃料。
可以想象一組Restore航天器，一個(gè)可以為WFIRST加油并提供服務(wù)，服務(wù)未來(lái) SEL2軌道的天文臺(tái)；另一個(gè)可以駐留在別的軌道用于執(zhí)行其他服務(wù)任務(wù)，例如在太空裝配20米的分塊鏡片。
