北京时间8月25日19:05，SpaceX的货运龙飞船CRS-33成功对接国际空间站。飞船里装满了科研设备和补给，甚至还有1500张墨西哥玉米饼，为空间站里的7名宇航员送去“家乡的味道”。

看起来像是一次再平常不过的太空快递派送，但这一次，龙飞船的“后备箱”里，藏着一件非同寻常的“大杀器”。从今年9月开始，它将执行一项全新的任务：给重达450吨的国际空间站“推一把”，提升它的轨道高度。

为什么庞大的空间站需要被“推”？

虽然国际空间站运行在距离地面约400公里的高度，但那里并非纯粹的真空，依然有极其稀薄的大气。空间站以每秒7.66公里的惊人速度飞行时，会不断与这些稀薄的大气分子碰撞，产生微小的阻力。日积月累，这种阻力会让空间站的速度减慢，轨道高度也随之缓慢下降。如果不进行干预，它最终会坠入大气层。所以，为了对抗这种“轨道衰减”，地面控制中心必须定期“推”一下空间站，为它补充能量，抬升轨道。

在过去很长一段时间里，这项工作几乎是俄罗斯航天的“独门绝技”。自2011年美国航天飞机退役后，只有俄罗斯的“进步号”货运飞船具备为空间站进行大规模轨道提升的能力。它们既可以用自己的发动机直接推动空间站，也可以为空间站的俄罗斯舱段“加油”，让空间站自己完成机动。

然而，这个格局正在被悄然改变。NASA一直在与两家商业航天公司合作，开发新的轨道维持能力。其中一家公司诺斯罗普·格鲁曼的“天鹅座”飞船，在2022年就进行过一次尝试。不过，“天鹅座”的对接位置不理想，它的推力方向与空间站的前进方向存在夹角，效率不高。为了解决这个问题，工程师给它配备了可转向的发动机，像一个灵活的“摇头风扇”，硬是把推力“掰”到了正确的方向上。

而这次的主角，SpaceX的龙飞船，对接位置得天独厚，正好位于空间站前进方向的正后方，是进行轨道提升的绝佳位置。但龙飞船自身携带的燃料非常宝贵，要精确计算好往返地球的消耗，余量不多。它自带的16台“天龙座”发动机主要用于姿态控制，推力方向也并不适合执行轨道提升。

为了解决这个问题，SpaceX的工程师想出了一个巧妙的方案：外挂一个“助推套件”。

龙飞船由两部分组成，一个是宇航员和加压货物待的“返回舱”，另一个是它下方的圆柱形“非加压货舱”，也就是俗称的“后备箱”（Trunk）。这个“后备箱”通常用来搭载一些需要暴露在太空环境中的大型实验设备。而这一次，工程师把这里变成了一个专用的动力舱。

在这个套件里，装有两台专门朝向后方的“天龙座”发动机，它们与空间站的前进方向完美对齐。同时，还配备了六个独立的燃料罐，里面装着一接触就能猛烈燃烧的自燃推进剂——肼和四氧化二氮。这样一来，龙飞船就不需要动用自己返回地球所需的宝贵燃料，而是用这个“外挂电池包”来完成推举工作。

当接到指令，这两台发动机将精准点火，温柔而持续地推动着整个空间站加速。据SpaceX的总监透露，这套系统能为空间站的速度增加大约每秒9米。这个数字听起来不大，但已经相当于一艘半“进步号”飞船所能提供的总推力，足以满足空间站每年约三分之一到四分之一的轨道维持需求。

更有意思的是，这个小小的“助推套件”，其实是一个更大计划的“迷你验证版”。根据NASA的计划，国际空间站将在2030年左右光荣“退休”。届时，如何让这个庞然大物安全可控地坠入南太平洋的无人区，将是一个巨大的挑战。为此，NASA已经与SpaceX签订了一份价值8.43亿美元的合同，委托他们开发一个加强版的“美国离轨飞行器”。这个飞行器本质上就是一个超级“助推套件”，它将拥有多达46台发动机，专门负责在最后时刻，引导空间站完成它最后的壮丽谢幕。

所以，这次看似寻常的货运任务，不仅是龙飞船第50次访问国际空间站，更标志着空间站的轨道维持工作，进入了一个由美国商业航天深度参与的、更加灵活和多元化的新阶段。

～～～～～～

视频来源：SpaceX

信源：Stephen Clark 发在 ArsTechnica 上的相关报道 http://t.cn/AXvCO4Mx