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太空垃圾如何清理?欧洲航天局发明手抓式捕捉器

太空垃圾如何清理?欧洲航天局发明手抓式航天器

 

太空垃圾如何清理?欧洲航天局发明手抓式航天器

欧洲航天局展示如何用四臂爪抓住一个太空垃圾

 

新闻来源:Science Mag

原文翻译

 

今天,欧洲航天局(ESA)敲定了一份合同,将于2025年发射一项任务,这将是第一次捕获并处理太空垃圾。由瑞士初创公司ClearSpace建造的“ClearSpace-1”号任务将在一块洗衣机大小的残骸上着陆,用一个四臂爪抓住它,护送它进入一个较低的轨道,在那里,这两个航天器将进入大气层并燃烧。

 

达伦·麦克奈特是半人马座科技公司的空间碎片专家,他称赞欧洲航天局是少数采取行动的机构之一。但他对清除轨道碎片的缓慢进展感到担忧,他认为这将越来越威胁到工作中的卫星和宇航员。“如果我们不尽快开始,我们将会遇到大麻烦,”他说。“我们需要小步快走。”

 

地球周围的空间正变得越来越拥挤,因为传统上卫星在使用寿命结束时都被留在轨道上。在较高的轨道上,它们可以在那里停留数百年,如果不是数千年的话。废弃的火箭级如果不是在使用后被推入大气层,也是太空垃圾的另一个重要来源。

 

在太空时代60年中发射的5500次发射,留下了葡萄大小的23,000个物体。有数百万个较小的对象无法追踪。事物以低地球轨道的速度移动,即使与流浪螺栓碰撞也可能是灾难性的。但是,大型物体最令人关注,因为它们会碰撞并形成较小碰撞的级联。这就是2009年发生的事情,当时一颗正在运行的铱星通信卫星与一枚死掉的俄罗斯军用卫星相撞,产生了成千上万个新的可追踪碎片,以及更多小碎片。两年后,国际空间站不得不移动,以免坠机造成碎片。

 

ESA清洁空间办公室负责人Luisa Innocenti说,面临的挑战是设计一种成像系统,该系统可以在抓爪之前快速,自动地对物体进行特征分析。她说:“你不知道它是如何运动的,唯一的了解方法就是用眼睛看。” Innocenti说,她和她的同事们也就捕获技术争论不休:用爪子抓抓需要严密的方法,而在网中捕猎可以在安全的距离内完成,但必须在第一时间进行。理查德·诺卡(Richard-Noca)说,ClearSpace选择了这种爪子,因为可以尝试多次。 “您可以练习整个过程。它为我们提供了执行第一个任务所需的灵活性。”她说。

 

其他任务正在用它们自己制造的碎片测试相似的想法。由萨里大学设计的由欧盟资助的名为RemoveDEBRIS的任务于2018年飞行,并在其部署的小目标上测试了鱼叉和网。为了加速其向空中下降的速度,它对拖船的测试未能部署,因此重新进入的进度变慢。 2021年3月,日本天文公司Astroscale计划发起一项名为ELSA-d的私人资助任务。任务期间,维修人员飞船将释放带有铁磁对接板的目标飞船,并使用磁铁将其捕获。如果将来的卫星设计者采用这个想法,这是一个选择,但对于旧垃圾则不行。

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