不同制造商的卫星无法在轨道上轻松连接或维修。欧盟资助的研究人员开发并测试了一种通用的、类似 USB 的标准，可能会改变这一现状。

您不讨厌外出度假时需要携带不同的插头吗？事实证明，在太空中也是如此，航天器和卫星经常使用不同的连接器来承载电力、数据和其他服务。

一个国际研究小组调查了通用接口是否可以促进这些连接。他们的想法是通过欧盟资助的 SPACE USB 项目开发的，有点像计算机上广泛使用的 USB 端口：一种标准连接，可以支持不同卫星设计上的不同功能。

“它对每个人都有影响，”协调该项目的法国泰雷兹阿莱尼亚航天公司的拉斐尔·布瓦索尼德 (Raphael Boissonnade) 说道。 “我们提供相同的线路，但提供不同的服务和不同的技术。”

对此的需求正在增加。现在有超过16000颗卫星绕地球运行，而且数量还在不断增加。但是，当卫星耗尽燃料或其设备陈旧时，通常会对其进行更换，而不是在轨道上进行修理或升级。

这会产生成本和风险。无法再机动的卫星可能会成为空间碎片，并可能对其他航天器构成威胁。一次碰撞可能会散落数千个碎片，威胁数十年的其他任务。相反，服务和修理卫星的能力可以延长其使用寿命，避免碰撞危险，并减少启动昂贵的更换的需要。

一个连接

如今的卫星缺乏连接电力、数据、供热和其他服务设备的标准方法。没有单一的接口可以轻松连接不同系统的设备。

“在欧洲，我们有三种不同的界面，”德国人工智能研究中心 (DFKI) 的穆罕默德·尤克塞尔 (Mehmed Yuksel) 说。每个都是由竞争公司独立开发的，没有共同的动机让他们的系统相互通信。

SPACE USB 研究人员试图看看是否可以使用通用替代方案。连接器需要承受最小的外力，保持相对较轻和紧凑，并在几分钟内锁定到位。

到 2025 年底该项目完成时，该团队已经制作出了一个名为“通用被动接口”的工作原型。它比未来的飞行版本更大，但显示了原理。

研究人员针对三种成熟的欧洲接口（HOTDOCK、SIROM 和 iSSI）对其进行了测试，并显示出与这三种接口的完全机械和电气兼容性。

他们使用泰雷兹阿莱尼亚航天公司的机器人测试台，演示了如何将连接器连接到单个卫星以用于各种目的。

“我们能够将每个设备连接在一起，这表明标准化是可能的，”布瓦松纳德说。

使用旋转圆筒或一系列锁来固定连接。它的目的不是将两艘宇宙飞船连接在一起。相反，该系统旨在将额外的设备附加到已在轨道上的卫星上，从而有可能延长其寿命。

卫星被赋予新的生命

如今，发生故障的卫星通常会被送往大气层中燃烧或送往更高的轨道“墓地”，这个过程可能需要数年时间。通用接口可以使维护成为一种可行的选择，并使卫星保持服务状态而不是退役。

维修航天器可以飞往部件有故障的卫星并更换它。还可以添加新设备，为现有卫星提供新功能。

尤克塞尔说：“它可以开辟新的可能性，例如为在轨人工智能添加新的传感器、计算单元和图形处理单元。”

例如，星象追踪器可以帮助航天器确定其方向，并在出现故障时进行替换。其他传感器也可以升级，而无需更换整个卫星。

布瓦松纳德说：“不幸的是，如果你的飞船里还有足够的燃料，请中止你的任务。”

配备合适对接站的维修航天器可以访问多颗卫星，根据需要更换或升级设备。因此，标准化使得开发服务车辆和替换组件的生态系统变得更加容易，而不是设计每个任务。

这一想法越来越多地体现在欧洲太空政策中。 2026 年 6 月，欧盟委员会和欧洲航天局签署了一项支持太空与服务任务 (ISOS) 的联合声明。欧洲10个国家也签署了该宣言，支持卫星检查、维护、更换、加注燃料、生产和处置等工作。

该委员会正在开发一项试点任务，计划于 2030 年启动，作为迈向欧洲太空服务基础设施的一步。

拟议的欧盟空间法案也指向了同样的方向。其规则草案要求一些欧盟拥有的航天器具有接收太空服务的最低能力，包括航天器服务接口。该提案仍在欧盟立法程序中。

因此，对于 SPACE USB 等技术来说，时间至关重要：随着欧洲开始设想通过设计提供服务的太空飞船，通用接口将有助于使这些服务实用且可持续。

轨道上的建筑

通用连接对于更雄心勃勃的事情也很有用：在太空中建造结构。

这些模块可以单独发送并附着在轨道上，而不是从地球发射大型卫星或完全组装的平台。标准接口允许根据需要添加各种设备。

“如果你要在轨道上建造一个大型结构，并且想要通过电气连接来连接物体，为什么不使用标准连接来安装它呢？”布瓦松纳德说。

这最终可能支持太空制造等应用，其中微重力创造了在地球上难以或不可能复制的条件。

半导体和药物是在轨道上生产的产品之一。更大的模块化平台可以为此类活动提供必要的基础设施。

USB SPACE 研究人员表明，围绕三种不同欧洲接口构建的设备可以通过通用系统进行连接。该项目还制定了具体规范，为未来欧洲和国际界面设计奠定了基础。

将这个原型变成操作标准取决于航天器制造商、设备供应商和服务公司是否接受。

“如果对服务的需求很高，我们认为需要标准化，”布瓦松说。

常见的连接器可能看起来像一小块硬件。但随着欧洲向可维护和可重复使用的太空基础设施迈进，它成为未来的基石之一，卫星不仅可以使用和废弃，而且可以在轨道上进行修复、升级和连接。

目前，整个航空航天工业使用了多种不同的连接器。但如果 SPACE USB 团队能够如愿，有一天通用标准将使它们能够互操作。

本文最初发表 地平线 欧盟研究与创新杂志。

本文中的研究由欧盟地平线计划资助。