Enligt Union of Concerned Scientists (UCS), över 4, 000 operativa satelliter är för närvarande i omloppsbana runt jorden. Enligt vissa uppskattningar, detta antal förväntas nå så högt som 100, 000 i slutet av detta decennium, inklusive telekommunikation, internet, forskning, navigering, och jordobservationssatelliter. Som en del av kommersialiseringen av låg jordomloppsbana (LEO) som förväntas under detta århundrade, närvaron av så många satelliter kommer att skapa nya möjligheter, såväl som faror.

Närvaron av dessa satelliter kommer att kräva en hel del begränsning för att förhindra kollisioner, service och underhåll. Till exempel, den San Francisco-baserade startupen Orbit Fab arbetar för att skapa all nödvändig teknik för orbital tankning tjänster för satelliter. För att hjälpa till att förverkliga detta mål, industrijätten Lockheed Martin meddelade nyligen att de investerar i Orbit Fabs tankningsteknik "Gas Stations in Space".

Den San Francisco-baserade startupen grundades 2018 av Daniel Faber och Jeremy Schiel, som båda har en stark bakgrund inom den kommersiella rymdindustrin. Mellan 2016 och 2019, Faber var VD för Deep Space Industries (DSI), ett av de ledande företagen som för närvarande utvecklar funktioner för brytning av asteroider. Schiel, under tiden, var vice ordförande i Consortium for Execution of Rendezvous and Servicing Operations (CONFERS), ett konsortium dedikerat till att främja standarder och bästa praxis för satellitservice.

Som de skriver på sin hemsida, företaget grundades för att skapa "en blomstrande marknad i rymden för produkter och tjänster som stödjer både befintliga rymdföretag (kommunikation och jordobservation) och nya industrier som rymdturism, tillverkning och gruvdrift." Deras första produkt är Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface (RAFTI), en tankningsport som kommer att möjliggöra orbital tankning för satelliter.

RAFTI-systemet är utformat för att förlänga livslängden för rymdfarkoster genom att ge dem möjlighet att utföra tankning i omloppsbana. Systemet finns i två komponenter:Serviceventilen (SV) och Space Coupling Half (SCH). SV fungerar som ett påfyllning/dräneringssystem för markbränslepåfyllning och tankning i omloppsbana, en primär dockningsadapter för att fästa två rymdfarkoster tillsammans, och en sekundär serviceanslutning för att underlätta serviceuppdrag som använder robotarmar.

SCH är en dubbelverkande spärrmekanism som stöder både primär dockning eller sekundär fastsättning av två rymdfarkoster. Enligt RAFTI Spec Sheet, systemet mäter 10 x 10 x ,5 cm (3,9 x 3,9 x 0,2 tum), eller 500 cm ³ (30,5 kubiktum); har ett toppeffektbehov på 10 watt (W); och kan ta emot en flödeshastighet på 1 liter (0,264 gallon) per minut (vid en ökning med 15 psi/m).

Den kan arbeta vid temperaturer på -40 till 120 grader Celsius (-40 till 248 grader Fahrenheit) och tryck på 500 till 3, 000 psi. Slutligen, den kan hantera många typer av drivmedel, inklusive LOX/H2, vatten och alkohol, kväve, helium, xenon och krypton. Det kan enligt uppgift hålla interna/externa läckage så låga som 1 x 10 ^-6 kvadrat kubikcentimeter per sekund (scc/s) – vilket är så lågt att det knappt går att mäta.

Den här sommaren, RAFTI SV var flygkvalificerad efter att ha skjutits upp till rymden ombord på en SpaceX Falcon 9-raket (den 30 juni, 2021). Som en del av ett avtal med den Seattle-baserade uppskjutningstjänstleverantören Spaceflight Inc., SV:n flög ombord på Orbit Fabs prototyp Tanker-001 Tenzing rymdfarkost. Denna flygning syftade till att testa tankarna, tankningshamnar, thrusters, och rendezvous och dockningssystem.

Rymdfarkosten Tanker-001 Tenzing befinner sig nu i en solsynkron omloppsbana (SSO) och bär bränsle med högt testande peroxid (HTP), ett "grönt drivmedel, vilket gör den till världens första operativa bränsledepå i rymden. Tidigare, Orbit Fab genomförde ett fyra månader långt testprogram, lanserar en prototyp av tankfartyg till ISS i maj 2019. I processen, de validerade sitt drivmedelsmatningssystem och blev det första företaget att tanka ISS med vatten.

Senast, Orbit Fab meddelade att de hade säkrat investeringar från två rymdjättar – Lockheed Martin och Northrop Grumman – som båda har en lång historia av att tillverka satelliter för kommersiella, navigation och militära tillämpningar. Chris Moran, VP, verkställande direktör och general manager för Lockheed Martin Ventures, sa i ett pressmeddelande nyligen:"Lockheed Martin har ett långt arv av att investera i och utveckla servicekapacitet och deras möjliggörande teknologier. Detta inkluderar för militär och kommersiell, stora och små rymdsystem. Vår charter är att strategiskt investera i mindre teknikföretag fokuserade på innovativ teknologi inom våra befintliga verksamheter, och Orbit Fab uppfyller detta kriterium. Vi ser fram emot att arbeta med Orbit Fab och få tillgång till deras tankningsteknik i omloppsbana, en viktig komponent i rymdflygslogistiken som kan hjälpa våra kunder att hantera nya och utvecklande hot."

"Denna investering i Orbit Fab är en av flera vi har gjort som har skapat och stöttat innovativa teknologier och möjligheter för flexibilitet i omloppsbana, ", tillade Paul Pelley. "Förmågan att tanka en satellit i omloppsbana är en kritisk komponent för våra kunders uppdrag eftersom det ger dem större manövrerbarhet och kan förlänga livslängden för ett uppdrag med påfyllt bränsle."

Pelley är chef för programmet Augmentation System Port INTErface (ASPIN) på Lockheed Martin Space. ASPIN är en dockningsadapter som företaget kommer att inkludera i sin LM 2100 stridssatellitbuss, vilket kommer att möjliggöra uppgraderingar av hårdvara och instrument i omloppsbana. Adaptern har utformats för att ha gott om öppet utrymme för att stödja gränssnitt för tankning, såsom Orbit Fabs RAFTI-port.

Tidigare den här månaden, företaget meddelade att det hade genomfört miljötester med Lockheed Martin IN-space Upgrade Satellite System (LINUSS), som kommer att lanseras för omloppsbana senare i år. Liknar konceptet med ASPIN, LINUSS-tekniken kommer att visa hur små CubeSats kan uppgradera satellitkonstellationer för att utöka sin verksamhet och förlänga deras livslängd.

Denna forskning är en del av ett större arbete för att utveckla nödvändig teknik och verktyg för att reparera, tanka, och uppgradera satelliter i omloppsbana. Genom att förlänga sina förmågor och liv, färre satelliter kommer att försvinna med tiden, vilket minskar risken för kollisioner och orbitalskräp över tid. Trots allt, kommersialisering av LEO innebär att vi måste vidta åtgärder för att förhindra att Kesslers syndrom förstör allt!