作者:袁柳 来源:中国科学报 发布时间:2020/12/2 15:13:14
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太空爪上天 清道夫要来了

 

太空爪利用机械臂抓取太空垃圾的概念图。图片来源:欧洲空间局

欧洲空间局(下称欧空局)本周确定了一项2025年的发射任务:“清理太空”。该任务计划在飞行轨道上捕获并处理太空垃圾,相关设备ClearSpace的构造近似于一颗小型卫星,由瑞士一家公司建造,该设备会用爪子抓牢太空垃圾,并将其护送至较低轨道,二者一同进入大气层并燃烧。

据《科学》报道,欧空局此项行动获得了积极评价,迄今为止太空轨道上散落的碎片对正在工作的卫星和宇航员都造成了威胁,且这种负面影响越来越大,地球周围的空间已经变得越来越拥挤,但如今采取清理行动的国家或机构数量并不多。

据统计,人类开启太空时代之后的数十年中,已经完成了五千余次发射,在地球轨道上留下的碎片中,比柚子体积大的超过2万个,而更小的、难以追踪的碎片可达数百万。这些碎片沿地球轨道运动,即便发生轻微的碰撞也可能引发灾难性后果。

体积稍大的碎片若发生碰撞,还可能发生连锁反应。2009年一颗正在运行的铱卫星与一颗俄罗斯军用卫星相撞,产生了成千上万个新的、可被追踪及体积更小的碎片,这导致国际空间站在两年后不得不移动位置,以免和碎片发生碰撞导致坠毁——2012年,和空间站擦肩而过的碎片最近距离只有120米。

2013年,欧空局发射了两颗卫星的有效载荷适配器,该适配器约112公斤,连接着PROBA-V地球观测卫星和发射器,发射后一直保持在664-800公里的空间轨道,目前该适配器处于ClearSpace的准星上。

清理太空垃圾的挑战是,负责抓取的爪子要离碎片足够近,并且还要保证抓取碎片的全部动作在安全距离内迅速完成。为了让太空垃圾清理达到更好的效果,科学家还在研究其他的捕获碎片的办法。

未来,欧空局希望通过该垃圾清理计划完成更多任务,如同时处理多个目标、降低任务成本。目前为止,该任务计划处理的100余公斤太空碎片将耗资1亿欧元。

目前,已经有研究团队对近地轨道上最可能产生威胁的碎片进行估算,统计标准包括它们的质量、预期轨道寿命以及与现行卫星的接近程度。目前为止1985年至2007年间苏联和俄罗斯发射的火箭弹碎片排名更靠前,它们每个碎片的重量都超过一头大象,在轨道上扎堆出现——这些巨型物体比SpaceX向空中批量发射的通信卫星构成的威胁还要大。

不过尽管有关研究已经开展,但更大规模的太空垃圾清理计划仍然缺少政治意愿。目前最可能构成威胁的前50个大型碎片,大部分都是以国家或政府名义的发射行动产生的。

 
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