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【太空垃圾專題】太空垃圾氾濫成災,不清除恐釀大禍!

作者:王姵文

 

我們始終認為宇宙浩瀚無垠,但地球周遭其實早已布滿人類製造的太空垃圾。歐洲太空總署根據數據模型,預估地球軌道附近大小超過1釐米的殘骸,總計超過1.7億個,1公分以上的殘骸至少有70萬個。

像螞蟻大小的1釐米殘骸聽起來沒什麼,但這些殘骸以2萬4千多公里的時速在太空中亂竄,威力相當於子彈的10倍,一旦擊中運行中的人造衛星和太空飛行器,可貫穿儀器面板,損失難以估算。

追蹤監測

追蹤太空碎片的傳統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,用關穴和激光技術搜尋、跟蹤並識別太空殘骸,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議。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和太空望遠鏡網絡,並向衛星運營機構出售相關數據。

清除垃圾

掌握碎片行蹤後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,防範難度較高,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月發射衛星,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、捕捉碎片的網和叉、迫使碎片減速後脫離軌道墜入大氣層的裝置。

這項稱為REMOVEdebris任務的協調機構是位於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,歐洲後續將啟動更多的任務,也希望商業機構後續跟進參與。

歐洲航天局選擇報廢的衛星測試通過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星計劃,「清潔太空一號」(CleanSpace One )衛星的任務是在環繞地球運行的過程中收集軌道上的太空垃圾,然後攜帶垃圾返回地球,而返程中這些垃圾會在大氣層焚毀。

2016年,日本發射「鸛」號貨運飛船,為國際空間站運送給養的同時,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後會發生運動的原理,讓其減速。在低於圍繞地球旋轉所需的速度後,墜入大氣層,與大氣層摩擦燒燬。

歐洲航天局計劃在2025年發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積極參與太空垃圾追蹤市場,目的是吸引更多衛星運營商到英國落戶。

小結

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。航空航天大國之間圍繞誰製造更多太空垃圾的爭執還在繼續,而相關的國際共識或法規有待制定。

 

 

 

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vMaker編輯部

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