美國太空總署準備衛星測試地球軌道上的燃料站

美國太空總署已採取決定性的一步，使太空船在太空中加油成為現實。該北美機構計劃使用一顆名為 LOXSAT（液態氧飛行演示）的專用衛星來測試低溫技術，目的是使所謂的軌道「燃料站」變得可行。該基礎設施被認為是未來載人月球和火星任務的基礎，此外還代表了遠端太空探索的關鍵技術進步。

衛星將於七月由火箭實驗室發射

LOXSAT 將於 7 月 17 日前搭乘 Rocket Lab Electron 火箭從紐西蘭發射升空。該衛星將使用同一家公司的光子平台被放置在近地軌道（LEO）上，任務預計將持續九個月。在此期間，該設備將測試 11 種不同的低溫流體管理組件，收集必要的數據以改進技術並使其能夠在未來的營運中擴大規模。

這項任務代表了 NASA 和 Eta Space 之間的合作，Eta Space 是一家位於佛羅裡達州羅克萊奇的公司，該公司正在引領低溫技術的發展。來自美國太空總署馬歇爾中心、格倫中心和甘迺迪中心的科學家和工程師積極參與此計畫。該計劃是該機構「引爆點」計劃的一部分，該計劃選擇私人公司來創建支持阿耳忒彌斯計劃及其在 2030 年之前在月球上持續運行的解決方案。

LOXSAT 將面臨的主要技術挑戰是在太空真空中長時間維持低溫推進劑在極低的溫度下。液氫和液態氧等流體需要保存在非常特定的條件下，以免它們意外蒸發或凍結。目前，這項困難是部署在軌加油系統的最大障礙之一，限制了載人太空探索能力。

The Liquid Oxygen Flight demonstration (LOXSAT) will help NASA test and develop technologies to support in-space transfer and storage of cryogenic propellants, critical abilities for the Artemis program to return astronauts to the moon. https://t.co/YRcdQwn7ud

— SPACE.com (@SPACEdotcom) May 19, 2026

太空真空中的燃料維護

低溫流體具有獨特的特性，使其成為太空推進的理想選擇，但在軌道上極難管理。液氧和液氫比傳統燃料具有更高的能量密度，可實現更大的有效載荷或更長的航程。然而，這些推進劑需要複雜的隔熱以避免沸騰，即使在專門的容器中，液體也會自然蒸發。

LOXSAT 測試將提供有關多相絕熱體如何在微重力下工作、專用儲罐如何在沒有傳統閥門的情況下保持內部壓力以及流體傳輸系統如何在真空條件下運行的關鍵數據。這些知識對於設計可部署在月球軌道或地球軌道作為支援基礎設施的永久性加油站至關重要。

待測試的組件包括先進的絕緣系統、遠端操作閥門、專用壓力和溫度感測器以及針對太空環境最佳化的儲罐結構。在為期九個月的任務中，每個要素都將持續監測，產生一個前所未有的太空低溫行為資料庫。

未來任務的節省和效率

如果測試成功，對太空探索將產生革命性的影響。太空船將能夠以更少的燃料從地球發射，從而顯著降低發射成本並提高任務效率。這些飛船無需在升空時攜帶所有必要的推進劑，而是可以在旅途中在戰略性放置的軌道站加油。

該方法被認為對於遠端任務尤其重要，例如火星之旅，其中所需的燃料量代表了嚴重的後勤限制。前往火星的載人太空船需要與其自身重量相當的燃料才能從地球完成完整的旅程。有了軌道上的加油站，初始重量將大大減輕，從而可以重複使用運載火箭，並使星際旅行在經濟上可行。

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在太空中補充燃料的能力也被視為實現人類在其他天體上永久存在的重要一步。如果沒有軌道燃料站，在火星上建立永久月球基地或城市在技術上仍然可行，但在經濟上不切實際。有了加油基礎設施，每噸飛入太空的成本將大幅下降，為太空旅遊、小行星採礦和軌道資源商業化帶來機會。

軌道基礎設施的技術和商業可行性

LOXSAT 實驗的結果對於確定永久性軌道加油基礎設施的技術和經濟可行性至關重要。 NASA 和 Eta Space 工程師希望獲得的數據能讓他們驗證日常作業中使用的技術。目前，太空中還沒有長期運作規模的低溫加油站。

該衛星將特別關注在真實空間條件下保存和處理低溫推進劑，而不是實驗室模擬條件。微重力、太陽輻射和軌道旋轉引起的溫度變化所帶來的挑戰在地球上無法完全複製。這些因素會影響儲槽內流體的行為、隔熱材料如何隨著時間的推移而退化，以及機械系統在暴露於惡劣的太空環境數月後如何發揮作用。

NASA 和 Eta Space 之間的公私合作夥伴關係體現了該機構如何尋求加速技術創新。美國太空總署提供專業知識、發射基礎設施和技術驗證，而私人公司則承擔商業風險並帶來創新解決方案。該模型使數十年來停滯不前的領域取得了進步，例如可重複使用的飛行器和高超音速推進器。

融入阿耳忒彌斯計畫與軌道經濟

阿耳忒彌斯計畫代表了自 20 世紀 70 年代阿波羅任務以來最雄心勃勃的月球探索計畫。美國太空總署計劃建立可持續的月球基地，能夠支持科學研究、資源開採和商業運作。軌道加油站將是這項戰略的基本組成部分，使船舶能夠以更少的能源消耗進行多次航行。

除了 Artemis 計劃之外，該技術還可以使新興業務運營受益。私人公司開發通訊衛星、在軌製造平台和太空旅遊飛行器。所有這些應用都將受益於可靠且具成本效益的加油基礎設施。 LOXSAT 的成功可以為服務於政府和商業任務的太空加油站網路奠定基礎。

強大的軌道經濟取決於透過有效的再利用和加油來降低成本。將發射 LOXSAT 的火箭實驗室電子火箭被設計為可重複使用，從而降低了發射成本。如果與在軌加油站結合，該模型將為未來十年創建一個真正可持續且經濟可行的太空運輸系統。

接下來的幾個月將是至關重要的。 LOXSAT 將於 7 月中旬進入軌道並立即開始測試。收集到的每項數據都將有助於驗證或調整更大、更持久的加油站的設計。這次任務的成功可能標誌著載人航太探索不再是純粹的政府企業，而是成為航太機構和私人公司之間共享的基礎設施的時刻，為基於太空物流服務的真正軌道經濟鋪平道路。