如何处理太空垃圾 太空清理垃圾技术有哪些

清理太空垃圾的努力过去几十年来一直没有间断,但普遍认为这方面仍面临重大的技术和经济挑战 。航空航天大国之间围绕谁制造更多太空垃圾的争执还在继续,而相关的国际共识或法规有待制定 。
于此同时,有分析指出,到2035年太空碎片监控和追踪市场将达到一亿英镑规模 。英国太空署刚刚宣布拨款100万英镑,用于资助太空垃圾追踪科技创新,称这一领域(SST)已经发展到需要创新思维的阶段,鼓励私营部门和科技新创企业参与研发 。
太空垃圾主要指废弃的卫星残骸和其他没有彻底焚烧的金属碎片 。
据估计,目前有大约90万片大小介于指甲盖到保龄球的太空碎片,在近地轨道以接近3万公里的时速运行 。它们对卫星、火箭空间构成极大威胁,平均每年有一颗卫星被太空碎片击毁 。
这种威胁随着人类太空活动的增多而与日俱增 。除了已经在天上的几千颗商用、军用和科研卫星,今后几年还有数千枚将陆续升空 。NASA 数据显示,目前地球轨道上的人造物质总量超过7600吨 。
美国空间监视网正在跟踪2万多件体积较大的残骸碎片 。太空碎片相撞并引发连串撞击,导致卫星运行轨道整体污染,即“凯斯勒效应”,也是一大威胁 。
追踪太空碎片的传统方式包括雷达和光学仪器 。
美国空军的“太空篱笆”项目就是使用雷达来跟踪大约20万件太空垃圾 。2014年8月,美国军工巨头洛克希德-马丁公司和澳大利亚光电技术公司 EOS 签约,合作追踪太空碎片,用关穴和激光技术搜寻、跟踪并识别太空残骸,合作内容包括在澳大利亚新建追踪站 。
2017年12月,国际空间站实验舱外连接了一个工具箱大小的碎片感应器,随空间站围地球轨道运行,探测毫米级碎片,以及碎片撞击所有物质的数据,辨别撞击物是太空陨石还是人造垃圾 。
另一个太空大国俄罗斯,与巴西签署设置新的太空碎片追踪望远镜协议 。除了政府层面的项目,私营部门也越来越多参与太空垃圾检测追踪,包括设立或运营地面感应器系统和太空望远镜网络,并向卫星运营机构出售相关数据 。
掌握碎片行踪后就可以通过改变碎片的运行轨迹来避免撞击,但碎片数量巨大,防范难度较高,且难以对付所有的碎片垃圾 。
多个国家和一些私人公司正在测试多种移除太空垃圾的方法,其中包括发射捕捉太空垃圾的“鱼叉”捕捉器、磁铁和大网等 。欧洲2018年6月发射卫星,测试太空垃圾清理回收的可能性 。
测试的关键技术包括:视觉导航系统、捕捉碎片的网和叉、迫使碎片减速后脱离轨道坠入大气层的装置 。这项称为 REMOVEdebris 任务的协调机构是位于英国南部的萨里太空中心 。
“太空鱼叉”可以击碎较大的太空垃圾,尺寸与钢笔相仿 。击碎的垃圾通过垃圾搜集网和脱轨装置进入大气层自行焚毁 。
如果REMOVEdebris装置获得成功,欧洲后续将启动更多的任务,也希望商业机构后续跟进参与 。欧洲航天局选择报废的卫星测试通过 e.deorbit 航天器将不受地面控制的物体安全地清除出绕地运行轨道 。
航天器上安装了感应器,以便安全接近卫星,与国际空间站等受控制的物体对接 。2012年2月,瑞士科学家启动清理太空垃圾卫星计划,“清洁太空一号”卫星的任务是在环绕地球运行的过程中收集轨道上的太空垃圾,然后携带垃圾返回地球,而返程中这些垃圾会在大气层焚毁 。
2016年,日本发射“鹳”号货运飞船,为国际空间站运送给养的同时,测试清除太空垃圾技术 。
飞船在太空飞行途中释放出一条金属导索,使其吸附到太空垃圾的表面,通过金属导索向其放电,利用物体在磁场中通电后会发生运动的原理,让其减速 。
【如何处理太空垃圾 太空清理垃圾技术有哪些】在低于围绕地球旋转所需的速度后,坠入大气层,与大气层摩擦烧毁 。欧洲航天局计划在2025年发起首次清除地球轨道碎片垃圾的太空任务 。

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