日前， 用於發射貨運飛船的長征七號遙二火箭， 正在海南文昌航太發射場待命。 4月中下旬， “天舟一號”貨運飛船就要從這裡升空，
放眼全世界， 掌握戰機空中加油技術的國家本身就不多， 現在中國已經走在了前面， 開始玩“太空加油”了。
“天舟一號”將為“天宮二號”太空加油
長征七號是我國新一代中型運載火箭的基本型號， 可為我國載人航太工程發射貨運飛船，
目前， 發射場設施設備狀態良好， 各項準備工作有序進行。 “天舟一號”貨運飛船正在發射場按既定程式開展測試工作， 計畫4月中下旬由長征七號遙二火箭發射升空。 按計劃， “天舟一號”發射入軌後， 將與在軌運行的“天宮二號”先後進行3次自主快速交會對接、3次推進劑在軌補加， 以及空間應用和航太技術等多領域的實驗項目。
“天舟一號”貨運飛船是我國載人航太工程的新成員和重要組成部分， 為空間實驗室和中國未來空間站在軌運行期間，
此次飛行試驗任務最大亮點， 要數“天舟一號”與“天宮二號”實驗室交會對接後完成推進劑補給， 即所謂的“太空加油”， 開展推進劑在軌補加技術驗證， 為我國後續大型空間站建設提供和補充源源不斷的動力能源。
在太空中實現推進劑補加這一任務， 是世界頂尖難題， 目前也僅有美國有類似的工程應用。 早在2011年“天宮一號”與“神舟八號”完成交會對接之後， 航太科技集團六院即正式啟動了推進劑在軌補加技術的攻關。
燃料：衛星壽命的瓶頸
前面說過， 美國早些年已經掌握這一技術， 所以現在美國宇航局正著手研究更難的——如何為在軌運行的衛星進行“太空加油”， 未來或將研製出燃料補給衛星， 對其他衛星進行在軌燃料補給， 以延長其服役壽命。
般情況下， 衛星被發射到軌道上， 燃料耗盡或發生故障後就會被棄用。 許多被棄用的衛星本身其實功能完好， 但它們的命運已經註定， 只能一圈圈地在軌道上運行， 直到脫離軌道進入大氣層， 或者與其他航天器相撞成為太空垃圾， 最終“油盡燈枯”。 而衛星為衛星進行“太空加油”將改變衛星的“宿命”結局。
一顆衛星的服役壽命取決於多種因素， 一般情況下， 科研人員在研製衛星時， 衛星的設計壽命往往取決於它能夠攜帶多少燃料。雖然衛星上都安裝著太陽能帆板電池，但由於要長期在軌運行，衛星還是需要消耗燃料來進行軌道維持、誤差修正、調整姿態以及應急變軌等“動作”。
當前，隨著技術的不斷成熟，衛星本身元器件的可靠性、性能已經達到一個相當的高度，而燃料卻成為影響衛星服役壽命的重要瓶頸。
如果燃料耗盡，衛星就無法繼續在軌運行。軌道高度的降低將使得衛星逐漸墜入大氣層燒毀，而有些衛星本身性能、元器件都完好無損，僅僅是因為燃料耗盡而無法維持其軌道高度，地面控制中心不得不將其放棄。
因此，科研人員試圖研究進行軌道燃料加注的相關技術，以便未來對燃料耗盡的衛星進行補給。據報導，美國宇航局的數個研究小組已經開展了“太空加油機”的研究，試圖把燃料在軌加注到目標衛星上。
高可靠與低成本博弈
近年來，隨著人類航太技術的突飛猛進，讓科研人員甚至航太愛好者們有了大膽設想的勇氣。目前，僅僅從“太空加油”的技術成熟性和安全可靠性來說，解決這一技術難題只是時間早晚問題。然而，有朝一日“太空加油”技術變得成熟、安全、可靠了，各航太大國都會紛紛採用嗎？很顯然，這中間還存在著“物美”與“價廉”的矛盾——高可靠與低成本。
一顆衛星的造價動輒需要數億美元，有的甚至高達幾十億美元，如果能夠在太空為其補加燃料，帶來的經濟效益將十分可觀。但中國航太科普專家楊宇光在接受採訪時表示：“這筆賬還不能這麼算，以人類現在的技術條件和成本控制，給在軌運行的衛星補加燃料的成本，不見得比重新發射一顆衛星低多少。這中間還要面臨交會對接以及加注過程中的風險，一旦發生意外，損失也將是不可估量的。”
此外，楊宇光介紹說，現在的衛星設計都是以一次性使用為前提的，為現有衛星補加燃料的可行性基本沒有。今後的衛星如果需要進行在軌補加燃料，在設計之初就需要安裝一套較為複雜的加注系統，這也會佔用一定的衛星有效載荷。
技術可行，但有風險
據外媒報導，美國宇航局目前正在進行的衛星在軌燃料加注研究，使用了陸基遠端機器人氧化劑轉移測試專案中所取得的技術成果，同時也應用了基於國際空間站的機器人加油任務示範。首先，科研人員試圖研製出能在空間進行燃料補給的衛星，以增強地面對在軌衛星的服務能力。
在此之前，科研人員已經進行了地面衛星燃料的轉移測試。通過機器人測試了如何安全地轉移氧化劑，全過程模擬了衛星所處的軌道環境，其中包括壓力的流量，轉移過程中需要與操作員等保持一定的安全距離。
衛星上通常使用的氧化劑是四氧化二氮，它是一種非常危險的化學物質，有毒、也有腐蝕性，需要經過特殊的處理，在轉移過程中需要非常小心，稍有不慎就會導致加注失敗，甚至導致衛星失效。
為此，科研人員還試圖使用乙醇作為衛星燃料的替代產品。來自美國戈達德空間飛行中心的科研人員認為，目前進行的這項試驗僅僅是個開始，他們已經在衛星燃料的加注上前進了一大步，但是還不能證明該過程是安全的。
楊宇光表示：“從技術層面上說，目前人類已經掌握的交會對接、空間機械臂等技術，能夠支援我們完成太空加油的任務。但在風險控制方面還有待加強，尤其是加注過程中容易發生洩漏等危險，如何避免，還需要進一步探討。”
雖然目前“太空加油”計畫看上去困難重重，並不那麼美好，但其未來的應用價值不可低估。衛星在軌燃料加注需要先進的自動交會對接系統、機械臂等捕獲裝置，該技術未來甚至可以為行星防禦、大型軌道結構的安裝等進行服務。
一向精明的美國宇航局也不會做“賠本的買賣”，或許他們的科研人員已經找到了控制成本與安全可靠性的方法，或許這只是他們的預研項目。但不管怎樣，“太空加油”技術都值得各航太大國的關注與期待。
楊宇光表示，“太空加油”技術一旦被廣泛採用，將會對後續衛星、飛船等航天器的設計理念有所突破，太空開發的成本也將有效降低，同時還能有效減少太空垃圾的數量。
衛星的設計壽命往往取決於它能夠攜帶多少燃料。雖然衛星上都安裝著太陽能帆板電池，但由於要長期在軌運行，衛星還是需要消耗燃料來進行軌道維持、誤差修正、調整姿態以及應急變軌等“動作”。當前，隨著技術的不斷成熟，衛星本身元器件的可靠性、性能已經達到一個相當的高度，而燃料卻成為影響衛星服役壽命的重要瓶頸。
如果燃料耗盡，衛星就無法繼續在軌運行。軌道高度的降低將使得衛星逐漸墜入大氣層燒毀，而有些衛星本身性能、元器件都完好無損，僅僅是因為燃料耗盡而無法維持其軌道高度，地面控制中心不得不將其放棄。
因此，科研人員試圖研究進行軌道燃料加注的相關技術，以便未來對燃料耗盡的衛星進行補給。據報導，美國宇航局的數個研究小組已經開展了“太空加油機”的研究，試圖把燃料在軌加注到目標衛星上。
高可靠與低成本博弈
近年來，隨著人類航太技術的突飛猛進，讓科研人員甚至航太愛好者們有了大膽設想的勇氣。目前，僅僅從“太空加油”的技術成熟性和安全可靠性來說，解決這一技術難題只是時間早晚問題。然而，有朝一日“太空加油”技術變得成熟、安全、可靠了，各航太大國都會紛紛採用嗎？很顯然，這中間還存在著“物美”與“價廉”的矛盾——高可靠與低成本。
一顆衛星的造價動輒需要數億美元，有的甚至高達幾十億美元，如果能夠在太空為其補加燃料，帶來的經濟效益將十分可觀。但中國航太科普專家楊宇光在接受採訪時表示：“這筆賬還不能這麼算，以人類現在的技術條件和成本控制，給在軌運行的衛星補加燃料的成本，不見得比重新發射一顆衛星低多少。這中間還要面臨交會對接以及加注過程中的風險，一旦發生意外，損失也將是不可估量的。”
此外，楊宇光介紹說，現在的衛星設計都是以一次性使用為前提的，為現有衛星補加燃料的可行性基本沒有。今後的衛星如果需要進行在軌補加燃料，在設計之初就需要安裝一套較為複雜的加注系統，這也會佔用一定的衛星有效載荷。
技術可行，但有風險
據外媒報導，美國宇航局目前正在進行的衛星在軌燃料加注研究，使用了陸基遠端機器人氧化劑轉移測試專案中所取得的技術成果，同時也應用了基於國際空間站的機器人加油任務示範。首先，科研人員試圖研製出能在空間進行燃料補給的衛星，以增強地面對在軌衛星的服務能力。
在此之前，科研人員已經進行了地面衛星燃料的轉移測試。通過機器人測試了如何安全地轉移氧化劑，全過程模擬了衛星所處的軌道環境，其中包括壓力的流量，轉移過程中需要與操作員等保持一定的安全距離。
衛星上通常使用的氧化劑是四氧化二氮，它是一種非常危險的化學物質，有毒、也有腐蝕性，需要經過特殊的處理，在轉移過程中需要非常小心，稍有不慎就會導致加注失敗，甚至導致衛星失效。
為此，科研人員還試圖使用乙醇作為衛星燃料的替代產品。來自美國戈達德空間飛行中心的科研人員認為，目前進行的這項試驗僅僅是個開始，他們已經在衛星燃料的加注上前進了一大步，但是還不能證明該過程是安全的。
楊宇光表示：“從技術層面上說，目前人類已經掌握的交會對接、空間機械臂等技術，能夠支援我們完成太空加油的任務。但在風險控制方面還有待加強，尤其是加注過程中容易發生洩漏等危險，如何避免，還需要進一步探討。”
雖然目前“太空加油”計畫看上去困難重重，並不那麼美好，但其未來的應用價值不可低估。衛星在軌燃料加注需要先進的自動交會對接系統、機械臂等捕獲裝置，該技術未來甚至可以為行星防禦、大型軌道結構的安裝等進行服務。
一向精明的美國宇航局也不會做“賠本的買賣”，或許他們的科研人員已經找到了控制成本與安全可靠性的方法，或許這只是他們的預研項目。但不管怎樣，“太空加油”技術都值得各航太大國的關注與期待。
楊宇光表示，“太空加油”技術一旦被廣泛採用，將會對後續衛星、飛船等航天器的設計理念有所突破，太空開發的成本也將有效降低，同時還能有效減少太空垃圾的數量。