太空碎片垃圾成災盤點幾種潛在清理方案

太空垃圾觸目驚心

太空垃圾日積月累，近地軌道上擁堵狀況嚴重，10年前已有科學家疾呼接近極限，安全隱患觸目驚心。

清理太空垃圾的努力過去幾十年來一直沒有間斷，但普遍認為這方面仍面臨重大的技術和經濟挑戰(zhàn)。航空航天大國之間圍繞誰制造更多太空垃圾的爭執(zhí)還在繼續(xù)，而相關的國際共識或法規(guī)有待制定。

于此同時，有分析指出，到2035年太空碎片監(jiān)控和追蹤市場將達到1億英鎊規(guī)模。

英國太空署（UKSA）剛剛宣布撥款100萬英鎊，用于資助太空垃圾追蹤科技創(chuàng)新，稱這一領域（SST）已經發(fā)展到需要創(chuàng)新思維的階段，鼓勵私營部門和科技新創(chuàng)企業(yè)參與研發(fā)。

清除殘骸實驗衛(wèi)星項目由英國薩里太空中心協(xié)調

垃圾泛濫成災

據估計，目前有大約90萬片大小介于指甲蓋到保齡球的太空碎片，在近地軌道以接近3萬公里的時速運行。

它們對衛(wèi)星、火箭、空間站構成極大威脅，平均每年有一顆衛(wèi)星被太空碎片擊毀。

這種威脅隨著人類太空活動的增多而與日俱增。除了已經在天上的幾千顆商用、軍用和科研衛(wèi)星，今后幾年還有數千枚將陸續(xù)升空。

美國宇航局（NASA）數據顯示，目前地球軌道上的人造物質總量超過7600噸；美國空間監(jiān)視網（SSN）正在跟蹤2萬多件體積較大的殘骸碎片。

太空碎片相撞并引發(fā)連串撞擊，導致衛(wèi)星運行軌道整體污染，即“凱斯勒效應”，也是一大威脅。

追蹤監(jiān)測

追蹤太空碎片的傳統(tǒng)方式包括雷達和光學儀器。美國空軍的“太空籬笆”項目就是使用雷達來跟蹤大約20萬件太空垃圾。

2014年8月，美國軍工巨頭洛克希德·馬丁公司和澳大利亞光電技術公司EOS簽約，合作追蹤太空碎片，用光學和激光技術搜尋、跟蹤并識別太空殘骸，合作內容包括在澳大利亞新建追蹤站。

2017年12月，國際空間站實驗艙外連接了一個工具箱大小的碎片感應器，隨空間站圍地球軌道運行，探測毫米級碎片，以及碎片撞擊所有物質的數據，辨別撞擊物是太空隕石還是人造垃圾。

另一個太空大國俄羅斯，與巴西簽署設置新的太空碎片追蹤望遠鏡協(xié)議。

情況 7.1 若f3(v)=0,此時最壞的情況是v點關聯(lián)9個6-面,v的鄰點全部為3-點且這些3-點均關聯(lián)著一個三角形。由R1,R2.1,R3.1或R3.2或R3.4得

除了政府層面的項目，私營部門也越來越多參與太空垃圾檢測追蹤，包括設立或運營地面感應器系統(tǒng)和太空望遠鏡網絡，并向衛(wèi)星運營機構出售相關數據。

清除垃圾

掌握碎片行蹤后就可以通過改變碎片的運行軌跡來避免撞擊，但碎片數量巨大，防范難度較高，且難以對付所有的碎片垃圾。

多個國家和一些私人公司正在測試多種移除太空垃圾的方法，其中包括發(fā)射捕捉太空垃圾的“魚叉”捕捉器、磁鐵和大網等。

歐洲2018年6月發(fā)射衛(wèi)星，測試太空垃圾清理回收的可能性。測試的關鍵技術包括：視覺導航系統(tǒng)、捕捉碎片的網和叉、迫使碎片減速后脫離軌道墜入大氣層的裝置。

這項稱為RemoveDebris任務的協(xié)調機構是位于英國南部的薩里太空中心。

“太空魚叉”可以擊碎較大的太空垃圾，尺寸與鋼筆相仿。擊碎的垃圾通過垃圾搜集網和脫軌裝置進入大氣層自行焚毀。

如果RemoveDebris裝置獲得成功，歐洲后續(xù)將啟動更多的任務，也希望商業(yè)機構后續(xù)跟進參與。

美國國家航空航天局在實驗室以最高1700英里/小時的速度射出碎片，對試驗板進行測試

歐洲航天局選擇報廢的衛(wèi)星測試通過e.deorbit航天器將不受地面控制的物體安全地清除出繞地運行軌道。

航天器上安裝了感應器，以便安全接近衛(wèi)星，與國際空間站等受控制的物體對接。

2012年 2月，瑞士科學家啟動清理太空垃圾衛(wèi)星計劃，“清潔太空一號”衛(wèi)星的任務是在環(huán)繞地球運行的過程中收集軌道上的太空垃圾，然后攜帶垃圾返回地球，而返程中這些垃圾會在大氣層焚毀。

2016年，日本發(fā)射“鸛”號貨運飛船，為國際空間站運送給養(yǎng)的同時，測試清除太空垃圾技術。

飛船在太空飛行途中釋放出一條金屬導索，使其吸附到太空垃圾的表面，通過金屬導索向其放電，利用物體在磁場中通電后會發(fā)生運動的原理，讓其減速。在低于圍繞地球旋轉所需的速度后，墜入大氣層，與大氣層摩擦燒毀。

歐洲航天局計劃在2025年發(fā)起首次清除地球軌道碎片垃圾的太空任務。

英國太空署希望英國企業(yè)積極參與太空垃圾追蹤市場，目的是吸引更多衛(wèi)星運營商到英國落戶?！?/p>