spacex本週末將在一條龍的背上發射一隻“三眼烏鴉”

週六，SpaceX公司將發射美國宇航局的一項關鍵技術，有朝一日，這項技術將使衛星能夠修複其他已經進入軌道的航天器。它被稱為“烏鴉”，它是一個模組，將要測試一種新型的太空導航系統。...

週六，SpaceX公司將發射美國宇航局的一項關鍵技術，有朝一日，這項技術將使衛星能夠修複其他已經進入軌道的航天器。它被稱為“烏鴉”，它是一個模組，將要測試一種新型的太空導航系統。

由於該模組有三個光學儀器，其背後的工程師們已經開始稱之為“三眼烏鴉”——這是對電視節目《權力的遊戲》中牆外通靈角色的一種肯定。考慮到“烏鴉”號是如何進入太空的，這個參考資料是特別的——它是在太空探索公司的“獵鷹9號”火箭上發射的一個貨艙的背面美國宇航局衛星服務專案部的副專案經理本傑明·裡德告訴《邊緣》雜誌說：“將搭載我們的太空艙是龍。”所以我們是一隻三眼烏鴉，騎在龍的背上飛翔。”

這一新系統對於美國宇航局建造一艘能夠與其他已經環繞地球執行的衛星自主會合的航天器至關重要。具體來說，該機構希望創造一種特殊型別的服務衛星，可以加油或修複老化的空間探測器。通常，所有在軌衛星的有限壽命約為10年，因為它們最終耗盡執行所需的燃料，並隨著時間的推移而退化。但是一顆服務衛星有可能將在軌衛星的使用時間延長很多年。這樣的飛行器有點像太空中的旅行修理服務。

裡德說：“99%以上的在軌衛星的範例是，你操作你的衛星，當你的燃料耗盡時，你就會建造另一顆。”如果你有一個機器人維修工來修理它或安裝一個新儀器，你能從這項投資中獲得更多的價值嗎？”

問題是，建立這樣一個服務程式是一項令人難以置信的艱巨任務。首先，這顆衛星必須能夠與以每小時17000英里左右的速度繞地球飛行的飛行器自主會合。由於服務衛星也將在軌道上，它也將以同樣可笑的速度執行。

另外，自動駕駛汽車是我們在地球上剛剛開始掌握的東西——與太空中的汽車相比，自動駕駛汽車需要擔心的自由度或方向運動更少。”裡德說：“對於汽車來說，這是一個‘兩個自由度’的控制問題。”這意味著（汽車）控制兩件事中的一件：左右方向盤，或者汽油和剎車。“在太空中，衛星必須控制六個自由度。像飛機一樣，航天器可以以三種不同的方式旋轉；衛星也可以上下左右或前後移動。

裡德說，由於這種運動範圍，以前從未有衛星能自主飛行。事實上，衛星的位置在太空中變化很大。地面操作人員可以引導衛星在軌道上運動，但飛行器的位置在繞地球的軌道上可以波動達幾公里。另一方面，一顆有效的服務衛星必須能夠以釐米級的精度移動，以便趕上另一顆衛星，以及伸手抓住它。由於地面和航天器之間的通訊延遲，它的運動必須是自主的。即使是一分鐘的延遲也會使飛行變得困難。

這就是“烏鴉”的用武之地：它將測試實現這一切所需的導航系統。這個模組是一個白色的盒子，裡面有三個關鍵的感測器——一個可以看到可見光，一個可以測量紅外線，另一個使用一種叫做鐳射雷達的鐳射脈衝技術。這些工具將共同工作，以確定一個車輛在太空中，並衡量有多遠，它是如何移動，以及它可能是如何旋轉。未來的服務衛星可以利用Raven完善的系統，找出如何向需要加油的航天器機動。

獵鷹9號火箭本週末將向國際空間站的宇航員運送5500磅的食物、物資和科學實驗，烏鴉就是其中之一。這些珍貴的貨物大部分將乘坐在“龍”號貨艙內飛往太空，而“烏鴉”則在“龍”號的後備箱內飛行。這是一個無壓力的圓柱形結構，包含了龍的太陽能電池板，併在發射過程中為太空艙提供支撐。

一旦貨艙到達國際空間站，“烏鴉”號將由加拿大機械臂從後備箱中取出，並連線到安裝在空間站外部的平臺上。“烏鴉”號將在那裡停留兩年，分析進出國際空間站的貨物和載人車輛的移動情況。該模組將跟蹤這些航天器，看看美國宇航局的導航演算法有多好。如果跟蹤有問題，美國宇航局可以對“烏鴉”號重新編碼，使其導航系統更加精確。

裡德和他的團隊渴望在太空中測試“烏鴉”，因為這種導航技術無法在地球上進行精確測試。首先，太空中的陰影與地面上的陰影大不相同，這可能會讓導航系統感到困惑。”裡德說：“由於太空中沒有灰塵和濕氣，太陽的陰影非常清晰，比地面更清晰。”我們已經編寫了機器驅動的演算法來尋找衛星上的自然特徵，但我們必須確保我們的演算法不會被這些清晰的陰影所迷惑。”

如果Raven被證明是成功的，NASA的下一步就是在一顆實際服務的衛星上進行試驗。該機構正在執行一項名為Restore-L的任務，該任務要求建造一顆衛星，為已經在軌道上的航天器加油。Restore-L飛行器預計將於2020年發射，並將使用Raven完善的導航系統趕上名為Landsat-7的全球成像衛星。它不僅能為衛星提供燃料，還能抓住衛星並將其送入更好的軌道。

美國航天局的任務目標是創造一種新型的服務能力，私人航天工業最終可以利用。這樣一來，衛星運營商在未來將有更多的選擇，他們想用他們的太空硬體做什麼。這意味著可能會省下很多錢。建造大型衛星可能要花費數百萬美元，把它們發射到太空也是一項數百萬美元的努力。如果一顆服務衛星能夠進入軌道並修複多達10顆老化的衛星，那麼發射該服務衛星的成本基本上分為10個方面。這意味著修理一顆衛星比發射一個全新的飛行器更划算。

裡德說：“你真的可以從資產中獲得巨大的回報。”。