@ 2015.03.28 , 10:43
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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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TOTAL COMMENTS: 18+1

  1. Infire
    @3 years ago
    2736349

    那个可怜的卫星就叫它瓦力吧,

    [66] XX [1] 回复 [0]
  2. 幕后煮屎者
    @3 years ago
    2736358

    图片下面那句话:“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,”
    首先要有什么?女朋友么?

    [10] XX [1] 回复 [0]
  3. 神响
    @3 years ago
    2736359

    流星制造者

  4. 姑娘请自重
    @3 years ago
    2736370

    高价回收探测器望远镜空间站,可换脸盆洗衣粉万能充~

  5. 2736378

    大家看一下,谁是最大的太空垃圾制造者:

    针云

    在冷战时期,长途国际通信主要由海底电缆和依靠电离层反射无线电进行。美国担心一旦战争爆发,苏联可能切断其海底电缆,这样一来美国本土与海外部队的联系只能依赖性质不稳定的电离层。因此美国开始寻求能在全球范围内稳定进行无线电通讯的办法。

    1958年,麻省理工学院的科学家建议将3亿5千万枚铜针(每枚长1.75厘米,直径25微米)用卫星送入轨道,散布后形成一个8千米宽,38千米长的铜针云环。这个云环将像一面镜子一样,把从一处发射的无线电波反射至另一处。设置在西福特镇的卫星天线来进行远程通信的辅助,所以该项目叫做“西福特计划”。

    [12] XX [1] 回复 [0]
  6. 2736380

    第一次散布于1961年10月21日进行,卫星装载了19千克铜针,共4.8亿枚,但并没有散播成功。第二次因为运载火箭故障而失败。第三次散布于1963年5月9日成功进行,把3.5亿枚铜针散播在3650千米高的轨道上,形成人工的环状针云并成功进行了通信试验。

    这些针状物分布于高度在3500千米到3800千米之间,轨道倾角在96度到87度之间的轨道范围,最终成为了太空垃圾。根据当时美国驻联合国大使阿德莱·史蒂文森的说法,在太阳辐射压力的作用下,这些针将会在短短3年内离开轨道。但事实上直到现在仍有相当数目的铜针残留在轨道上,偶然才会返回大气层,对航天器形成了不大不小的威胁。

    因为“针雾”影响了天文观测,当时英国的天文学家与皇家天文学会一道对此次进行了抗议。苏联的《真理报》也以“美国玷污了宇宙”为题进行了抗议。这次事件最终被提交到联合国,并最后对1967年的联合国《外层空间条约》所含条款造成了影响。随着现代通信卫星的发展和遭到各界的抗议,针云技术最终未能获得广泛运用。

    [27] XX [1] 回复 [0]
  7. 2736386

    打战的时候,是不是把敌国的卫星当做垃圾给收掉???
    像当年大使馆事件,不是说误炸么。

  8. 2736444

    表面上说的伟大工程,底子里是丫的谁不合作你家危险卫星我代为回收。。。。。

  9. andthen255
    @3 years ago
    2736467

    太空捡垃圾

  10. spector
    @3 years ago
    2736472

    有个日本动画片叫 行星ES 讲的就是未来太空垃圾回收从业者的故事,里面的物理模拟很赞

  11. 2736479

    其实就是搞卫星回收的吧,美其名曰清理垃圾,就像国内很多民用卫星一样

  12. lefteris
    @3 years ago
    2736518

    @spector: 有个漫画 星空之旅,也是讲宇宙垃圾回收的

  13. 阿布
    @3 years ago
    2736599

    有一个 日本动画叫 ICE 讲的是太空中的卫星掉下来了(好像是空间站的一部分),结果,男的全部死完了。

  14. 2736600

    《地心引力》击中空间站的压根就是卫星碎片号么 陨石躺枪

  15. 勇敢的骚年
    @3 years ago
    2736636

    宇宙收垃圾很感人的,本人接触的第一部谷口悟朗的作品就是它

  16. 流量
    @3 years ago
    2737463

    几百年后地球外面会形成几个土星光环

  17. 2737472

    扔一个大号吸铁石上去就可以了,过段时间你就发展他们自己组成了新的空间站

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