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      太空也需要“清道夫”

        太空也需要“清道夫”(科技大觀)

        自1957年第一顆人造衛星發射以來,人類送入地球軌道的衛星已經超過1.3萬顆。人類太空活動蓬勃發展的同時,留在軌道的空間碎片也在不斷增加。據統計,目前被空間碎片監測網絡定期跟蹤和編目的碎片超過3.1萬個,而毫米級以上空間碎片總數更是多達上億個。相較于2006年的數據,以空間碎片為主的小尺寸空間物體密度已增加了約5倍。

        如果把低地球軌道比作一條高速公路,越來越多的空間碎片就好比留在路上的破損汽車,也叫太空垃圾。它們主要來源于廢棄的衛星、飛行器及火箭的上面級,這些物體在解體、爆炸和碰撞中會產生更小的碎片。大部分空間碎片雖小,卻有著20倍于子彈的運行速度,給軌道上的交通帶來諸多風險。根據公開報道,由于碎片撞擊而失效或異常的衛星超過16顆,每年全球衛星機動規避空間碎片的操作超過100次,國際空間站為躲避空間碎片撞擊共進行了29次機動規避。

        在遭遇垃圾擋道時,衛星運行能否也像在高速公路上那樣呼叫“拖車服務”呢?為了實現這一愿望,世界航天大國都在積極開展空間碎片清除技術研究,提出了各自的清除方案�?偟膩砜从袃纱箢悾阂活愂墙佑|式,如機械臂抓捕、安裝離軌裝置等。第二類是非接觸式,如用激光或離子束等進行推移。兩類清除方式殊途同歸,都是要讓碎片離開當前軌道,進入大氣層燒毀。

        當前,各類在軌試驗在基本解決技術可行性的基礎上,對經濟可行性的需求愈發迫切。想象一下,“拖車服務”的成本若是比衛星遭撞擊風險帶來的損失還高,必然不會有吸引力。2017年,日本宇航局在所發布的太空碎片清除委托公告中,除了征集清除系統及關鍵技術方案,還明確提出要征集商業化可行性方案。

        隨著更多航天技術公司加入這一賽道,空間碎片清除的商業圖景正逐漸顯現。日本天空完美公司表示,將開發一顆用激光清除太空碎片的衛星,計劃在2026年投入運行。歐洲航天局已出資8600萬歐元購買瑞士初創公司“清潔太空”的服務,計劃于2025年發射專門航天器,演示驗證大型報廢衛星移除技術。

        空間碎片清除不僅是一種太空經濟新業態,還能帶動空間目標捕獲、高性能推進與組合體控制等高新技術發展,為未來大規模利用太空奠定基礎。當前,中國也在大力發展相關技術,并在《2021中國的航天》白皮書中將空間碎片清除列入太空經濟新業態,不斷培育和提升航天產業規模效益。未來,空間碎片清除市場價值將日益凸顯,太空垃圾清掃公司也將成為航天產業鏈上的一個重要環節。

        (作者為中科院國家空間科學中心研究員)

        周炳紅

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