5个高科技太空垃圾清理解决方案

太空垃圾清理

地球轨道上不仅有运行中的卫星,还有废弃的轨道器、旧火箭碎片和其他杂七杂八的东西。我们将如何清理太空垃圾?

自60年前人类开始从平流层中发射东西以来,在地球周围的区域里扔满了废弃火箭和不能工作的卫星。现在有几万个大垃圾以每小时数千英里的速度在地球上盘旋,对正常运行的卫星和航天器构成严重威胁,有时对国际空间站的宇航员也造成困扰。

现在,平均每5年就会发生一次垃圾撞击事件。2009年,当一艘被遗弃的俄罗斯航天器撞上美国的铱星33号卫星时,爆炸造成了至少1000件新的太空垃圾。以每小时17500英里的速度行驶,即使是一块油漆屑也能把航天器炸出一个洞来。而随着更多的碰撞产生更多的垃圾碎片,问题就会呈指数级增长。

“我们必须阻止这种情况的发生,否则在低地球轨道上可能会变得非常不安全,可能我们无法再上太空了。”正在开发自己的太空垃圾清理方法的星际技术与研究公司总裁杰罗姆-皮尔森说。

目前还没有一个国家有具体的轨道清理计划。但一些科学家开始认真考虑这会带来的后果。

眼下,NASA正在探索不同的策略来清理大大小小的垃圾。该机构的一些科学家主张人类在2020年之前开始清理轨道空间,如果我们每年清除5到10件垃圾,那么轨道碎片将在几个世纪内保持在可管理的水平。我们希望尽可能多地推进不同的技术,希望有一种技术能够大放异彩。”NASA首席技术专家Mason Peck说。

以下是清理太空垃圾竞赛中顶级竞争者。

清洁太空一号(CleanSpace One) :清洁太空一号是瑞士洛桑联邦理工学院发射一颗拥有灵活触须的卫星,为外层空间大扫除。据估计,目前37万件卫星火箭残骸和卫星碎片正在以时速2.8万公里环绕地球轨道,这成为一个越来越重要的问题。名为「清洁太空一号」的打扫卫星的任务便是用触须抓住这些残片,把它们送回地球大气层烧毁。

地基激光清除空间碎片:利用激光降轨清除碎片是目前设想用于清除空间碎片的一种手段.Photonic Associates, LLC公司的工程师Claude Phipps说:事实上制造一枚激光推进的火箭,这些太空垃圾就靠着这种‘减速火箭’减速脱轨并最终坠毁。估计,中等功率的激光器可以清除小型物体,每只需几千美元,大型物体则需100万美元。

空间碎片消除系统(SpaDE):Raytheon BBN技术公司获得美国航天局资助设计开发一套完全不同的去轨道解决方案周围的空间碎片清除。SpaDE系统直接把上层大气的气体喷射到某一特定碎片的轨道上,以增加阻力,加速脱离轨道的过程。

电动碎片消除器(EDDE):DARPA公布了一种“蝶形”太空垃圾捕捉装置,该装置装有200个网,可以收集太空垃圾。  这种装置名为电动碎片消除器(EDDE),由DARPA投资恒星公司(Star Inc.)研制。EDDE绕地球轨道飞行,利用携带的多个网来捕获太空垃圾,而不会危及到其它在轨飞行器。   EDDE捕捉到的太空垃圾或者被掷入南太平洋,或者被放置于再入轨道,在再入的过程中燃尽。还有一种可能是,垃圾碎片可以在太空就地回收,成为未来建造轨道空间站或卫星的原材料。

太阳帆:美国国家航空航天局的纳米帆-D卫星成功张开太阳帆,成为迄今首个绕地球运行的太阳帆纳型卫星。纳米帆-D将被用于研究能否清理近地轨道的垃圾,如果成功,太阳帆可能成为一种未来卫星标准。

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