@ 2015.03.28 , 10:43

ESA测试卫星拉网清理太空垃圾

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随着人类不断对太空开发,太空垃圾正日益成为一个严重的问题,这并非是科幻片中的场景了(《地心引力》就是讲述维修空间站的宇航员被陨石击中后太空求生的故事)。本来太空探索的各种活动就已经充满危险和挑战。为了避免太空垃圾的威胁,设计新型的太空飞行器,用于清理近地轨道附近的太空垃圾(来自地球太空工业中的废弃残骸和太空陨石),是这一最现实而又长远的计划(e.DeOrbit mission)的中前期目标。

# 十多年来的发射活动使得地球附近的太空成为一个大型垃圾场,我们被太空垃圾光环所包围:目前已经探测到17000多个可识别的(大于咖啡杯大小)垃圾目标。这些碎片除了会构成碰撞的威胁;同时还包括一些未耗尽的电池和燃料箱,在受到太过强烈的太阳照射会有爆炸的可能;危险性最大的是在碎片密集的地方,因碎片之间的碰撞发生的碰撞连锁反应。

为此欧洲航天局开展了一个目的为捕获并近地轨道中的太空垃圾,并将其移除的计划,最近他们已经开始测试在微重力环境下,测试他们的垃圾收集网(anti-junk nets)。e.DeOrbit的目标是清理使用率较高的极地轨道(polar orbits )附近的太空垃圾,海拔在800km-1000km之间。

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清理任务面临很多挑战。首先,才能安全的捕捉漂浮在宇宙中状态不确定的目标,对方可能处于极快的相对速度。这就需要设计相应的图像传感器和可快速自行识别瞄准的捕获系统,在对目标进行充分了解,评估可行性后,才能靠近。

对于一些特殊目标,需要考虑安全性和稳定性,要保证在捕获之后,考虑大气中燃烧的情况。

还要避免一些垃圾在捕获过程中破碎,形成更多更小更具威胁性的小垃圾。网的材料也很重要,网得足够结实,能够应付大多数情况下的目标。

该项目由ESA’s Clean Space initiative 负责。在这次测试中,针对不同发射速度而设计的20款不同样式的网,会通过压缩空气喷向目标,进行垃圾捕获。为了方便的通过监视视屏观察,所有的网被染成了彩色。为了模拟失重环境,测试在猎鹰20喷气式飞机(Falcon 20 jet)中进行,测试时飞机向地面加速来模拟失重效果。

除了捕获网,ESA也设计了其他方案,比如鱼叉(harpoons),机械臂,以及触手(tentacles),这些方法将会被列入2021年的空间清理行动测试的日程。

一旦捕获卫星成功的捕捉目标,卫星将主动或被动的发动燃烧技能,于太空垃圾一起在太空中同归于尽。

本文译自 ESA & IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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