【文/观察者网专栏作者 白玉京】
空中加油技术的诞生让战斗机的作战半径得到极大扩展，现在运油20也成为中国现代化空军力量的核心支柱。如今，中国将这一理念拓展至宇宙深处，太空加油机正呼之欲出。
2025年1月7日，中国在西昌卫星发射中心成功发射了实践二十五号卫星，标志着中国在太空加油领域迈出了重要一步。这颗卫星是中国首次进行太空加油实验的重要航天器，其成功发射不仅展示了我国在轨服务技术的重大进展，也预示着中国将逐步缩小与美国在这一领域的差距。
长三乙发射实践二十五号，说明这颗卫星是个大块头央视
为什么要进行太空加油
在浩渺的宇宙中，地球静止轨道（GEO）如同一条璀璨的光环，支撑着全球的通信、导航、气象观测等关键任务。它承载着无数重要的卫星，这些卫星的正常运行直接影响着全球经济、军事和科学研究。然而，这些“太空巨人”却面临一个无法回避的现实——燃料的枯竭。一旦燃料耗尽，卫星将失去姿态控制和轨道维持能力，最终走向报废或沦为太空垃圾。
对于GEO卫星而言，燃料耗尽是导致“退役”的主要原因。这类卫星通常重量较大、造价高昂。例如，作为中国天地一体化通信系统的关键组成部分的天通一号通信卫星质量约为5.5吨，它正为包括华为手机在内的设备提供天地通信服务；此外，采用东方红五号平台，专用于验证新一代高通量通信技术的实践二十号卫星作为中国最重的GEO卫星，质量高达8吨。这些卫星的高价值与高成本，使得通过太空加油延长其使用寿命成为合理且必要的选择。
人类首个太空加油机MEV-1Orbital ATK
正因如此，“太空加油”应运而生。这项技术通过在轨为卫星补充燃料，可以显著延长卫星寿命，减少昂贵的卫星更换频率，提高资源利用效率。
值得一提的是，美国在太空加油技术上起步较早。2019年，诺斯罗普·格鲁曼公司通过MEV-1任务扩展飞行器成功为一颗名为IS-901的通信卫星补充燃料，延长了其5年的使用寿命。这是全球首个成功的商业化太空加油任务。MEV-1的工作原理是与目标卫星进行精确轨道对接，通过专门设计的接口输送燃料。这次任务不仅验证了太空加油的可行性，还为未来的商业化运营提供了样板。
与美国相比，中国的太空加油技术起步稍晚，但进展迅速。中国在短时间内完成技术验证和系统研制，尤其是验证了自主导航、机械臂精确对接等关键技术。相比重新发射一颗新卫星，通过太空加油延寿的成本可降低35%以上。
太空加油机MEV-1（右）抓住目标卫星（左），两者合体诺·格
中国太空加油之路
中国在太空加油领域的探索起步较晚，但进展迅速。2017年4月，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功对接，验证了在轨推进剂补加技术，标志着中国具备了在轨交会对接和推进剂传输的能力。这一突破为后续在轨服务技术奠定了基础。
在2021年和2022年的珠海航展上，航天科技集团第八研究院展示了新一代补加服务飞行器的模型。这款飞行器具备自主导航、精确对接和多功能补给能力，不仅可以为GEO卫星提供燃料补加，还能够进行补气、补液和补电等多类型服务。
飞行器采用模块化设计，前端配备了雷达与光学传感器，可实现自主导航与目标识别。其机械臂具备高自由度运动能力，能够在复杂空间环境下完成精准对接任务。补加飞行器一次可携带约1.3吨燃料，按照每颗卫星补加50千克计算，理论上可以为26颗卫星提供延寿服务。这样的设计使得中国具备了大规模在轨服务的潜力。
2022年1月，中国的实践二十一号（SJ-21）卫星成功与一颗已报废的北斗二号G2导航卫星对接，并将其拖至地球静止轨道上方的“墓地轨道”。这一操作展示了中国在处理太空垃圾和非合作目标对接方面的能力——非合作目标对接是实施太空加油、太空维修的关键能力之一。
航天八院在珠海航展展出的“补加服务飞行器”，注意小巧的机械臂，用于捕获目标飞行器作者供图
实践二十五号卫星及其后续任务，或需验证以下关键技术：
自主导航与精确对接：卫星通过雷达与光学成像系统，实现对目标卫星的高精度跟踪与识别。
机械臂操作与补加接口：采用自主研发的标准化对接接口，确保燃料补加过程的安全与稳定。
多任务能力：
除燃料补加外，包括不限于故障排查与轨道调整能力，为未来的在轨服务提供更多可能性。