近年來,全球太空經濟發展一日千里,尤以美國SpaceX在可重用火箭及低軌道衞星網絡等領域取得領先地位,備受矚目。然而,在浩瀚太空經濟中,一個名為「在軌服務」(On-Orbit Servicing, OOS)的新興板塊正迅速崛起,其技術複雜性連SpaceX亦尚未完全掌握。值得關注的是,中國在此領域展現出強勁的發展勢頭,與其在可重用火箭技術上的差距相比,於在軌服務方面步伐相對穩健。 所謂「在軌服務」,泛指各類航天器進入軌道後,由專門的飛行器或服務衞星,在太空對其進行觀測、檢查、維修、升級、清理,以至加註燃料延長壽命等一系列作業。此服務之所以被視為太空經濟的新賽道,主要原因有二:一是低軌道衞星數量呈爆發式增長,導致軌道資源日益緊張,碰撞風險隨之增高;二是地球同步軌道(GEO)上部署的高價值衞星,因燃料耗盡而提前退役,造成巨大的商業損失,市場對其延壽服務需求殷切。此外,隨著美國與中國積極推進月球及火星等深空探測任務,在軌道上為太空船補充燃料,可顯著降低單次發射的載荷及難度,成為兩國太空探索方案的重要一環。據《2025年中國太空白皮書》闡明,中國計劃在2030年前建成近地軌道燃料中繼站,以支援載人登月及深空探測任務。 綜合來看,在軌服務當中需求最為迫切的兩大範疇,預計將是「太空加油站」與「太空拖車」服務。「太空加油站」旨在透過加註燃料,有效延長衞星等航天器的服役壽命,同時為深空探測及載人任務提供關鍵支援。以地球同步軌道衞星為例,這些通訊、廣播、氣象等高價值衞星部署在距離地面約3.6萬公里處,每枚造價高達2億美元以上,若計及發射費用更可達3億至4億美元。一旦其燃料耗盡被迫退役,即便運作狀態良好、持續為營運商創造收益,亦屬巨大損失。若能透過一次在軌燃料補給或加裝飛行套件,使衞星多服役5至10年,其額外創造的收益將遠超服務費用。「太空拖車」服務則聚焦於清理失效衞星,以避免它們持續佔據稀缺寶貴的軌道資源。這包括將失效的地球同步軌道衞星拖曳至更高更遠的「墓地軌道」,使其緩慢飄離外太空;以及將失效的低軌道衞星拖入大氣層,使其在重返地球過程中燒毀。 在「在軌服務」技術發展方面,美國普遍被視為先行者,率先提出相關概念與計劃。市場消息指,美國諾斯羅普•格魯曼公司的子公司SpaceLogistics,於2020年3月與美國國防高級研究計劃局(DARPA)簽署合作協議,承接「地球同步軌道衞星機器人維修計劃」(RSGS)。隨後於2021年9月,官方首次公開了「任務機械人飛行器」(MRV)的設計概念,該載具將作為母船,利用機械臂將「任務擴展艙」(MEP)安裝至燃料耗盡的舊衞星噴管上,預計可為衞星延長約6年的壽命。至2022年2月,SpaceLogistics更宣佈與SpaceX及澳洲衞星營運商Optus簽署首批商業合約,顯示其商業化進程加快。最近的進展包括,有關機械臂已於2024年11月成功通過關鍵的熱真空測試。根據美軍最新太空任務排程,MRV和MEP的組合系統已定於今年內發射升空,將在地球同步軌道執行首次實體安裝及商業衞星延壽任務。據瞭解,美國國防部相關機構正積極推動多項地球同步軌道在軌服務任務採購合約,涵蓋衞星加註燃料、維修、服務及壽命延長等範疇。 中國在「在軌服務」領域的進展亦不容小覷。今年3月,首枚配備柔性機械臂的國產商用試驗衞星「馭星3號06星」,據報已在低軌道成功完成了模擬燃料加註及柔順控制操作等關鍵技術驗證,為未來的空間燃料補給與太空碎片治理等在軌服務奠定技術基礎。雖然「馭星3號06星」目前完成的仍屬技術驗證階段,尚未進行實質衞星燃料加註,但據內媒報道,它已有效驗證了「太空加油」服務背後的五個關鍵動作,包括:尋找目標、靠近目標、穩定接觸、柔順操作及模擬加註。此外,在2022年,中國的「實踐21號」衞星曾在地球同步軌道附近成功靠近一枚已退役的「北斗2號」G2衞星,並將其拖離原有軌道,送至更高更遠的「墓地軌道」,展示了太空拖曳能力。2025年1月7日,中國再成功發射「實踐25號」衞星。公開資訊清晰顯示,該衞星主要用於衞星燃料補加和延壽服務的技術驗證。儘管中國官方至今未有透露「實踐25號」和「實踐21號」是否已完成地球同步軌道的在軌加註燃料試驗,但第三方國際機構持續追蹤到兩者在地球同步軌道附近進行疑似對接和分離試驗,引發市場關注。