英国政府投资轨道碎片清除技术
随着从卫星导航到气象卫星观测等对卫星的依赖性不断增加,太空产业对经济的价值越来越大。而其中,太空碎片和轨道拥挤是全球太空产业面临的最大挑战之一。目前,漂浮在太空中的太空碎片(debris)估计有90万块,包含老旧的卫星和宇航员丢弃的工具。
最近,英国宇航署(UK Space Agency)正式与产业联盟签约,要求2025年前将两个太空飞行器从低轨道清除。产业联盟分别由瑞士新创公司ClearSpace和日本轨道碎片清除公司Astroscale带领,共获得了约70万英镑(100万美元)的资金,以在2022年3月底前完成可行性研究。
根据英国宇航署的主动碎片清除0-A阶段可行性研究计划(Active Debris Removal Phase 0-A Feasibility Study),Astroscale和ClearSpace的任务是研究如何使两颗失效的卫星脱离轨道,这些卫星在最初设计开发时并没有到考虑到回收和清除的问题。英国科学部长George Freeman表示,英国太空战略(National Space Strategy)包括在清除太空碎片方面的技术。
Astroscale
日本轨道碎片清除公司Astroscale将与欧洲卫星制造商Thales Alenia Space和加拿大机器人和卫星系统公司MDA合作进行可行性研究。
Thales Alenia Space负责开发飞行器的推进系统和包括加油在内的在轨整修,未来如果进入制造阶段,将负责服务太空船主体的组装、整合和验证工作。
Astroscale设想的“通过创新捕捉方式清洁外层太空任务”(Cleaning Outer Space Mission through Innovative Capture;COSMIC),将是ELSA-m的延伸计划。ELSA-m是Astroscale正在与欧空局(ESA)和低轨道卫星网络运营商OneWeb合作开发的飞行器,可以在一次任务中帮助三或四个太空废弃物脱离轨道。ELSA-m将在2022年5月进行关键设计审查,预计2024年发射。
- ELSA-m采用磁力捕获机制(magnetic capture mechanism),它只能帮助有配备对接板(docking plate)的卫星脱离轨道。
- COSMIC计划利用“机械手臂或抓取机制”,能够捕获ELSA-m无法处理的废弃卫星。
COSMIC计划也与Astroscale正在为日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)进行的主动碎片清除(ADRAS-J)任务有重叠。JAXA正在寻求技术协助对没有接板的废弃火箭末节进行轨道脱离,Astroscale的飞行器预计2023年由Rocket Lab发射,首先检查废弃火箭,并在2025年开始清除工作。
ClearSpace
瑞士新创公司ClearSpace将与英国小型卫星制造商SSTL、西班牙解决方案供应商Elecnor Deimos和英国政府支持的非营利性组织Satellite Applications Catapult等合作。
ClearSpace在2021年6月30日宣布成功取得400万瑞士法郎(约440万美元)的资金。此外欧空局也为其ClearSpace-1碎片清除任务投资了8600万欧元(1亿美元),任务将于2025年进行。
