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太空垃圾如何清理?用鱼叉击中太空垃圾碎片

2019-05-10 00:53:08 栏目 : 科学探索 围观 : 评论

   (原标题:Watch this space harpoon spear a piece of orbiting debris)

  作者 | 晗冰

  出品 | 网易科技《知否》栏目组

知否|太空垃圾如何清理?卫星测试用鱼叉击中太空垃圾碎片

图示:项目卫星以每小时70公里的速度发射“鱼叉”击中太空垃圾碎片

  一项名为RemoveDebris(清除碎片)的太空垃圾清理卫星项目通过关键测试,项目卫星用类似于鱼叉的设备成功刺穿太空中的模拟碎片。

  据悉,该项目旨在清理目前环绕地球运行的数十万块太空垃圾。试验的画面显示,这颗名为RemoveDebris的欧洲卫星将书写笔大小的带刺钛矛试射到附在卫星短吊杆的一块铝质面板上。这个类似于鱼叉的设备从冰箱大小的卫星上以每小时44英里的速度射出,其拖着一根绳子猛烈刺穿了铝质面板。

  “到目前为止,我们真的很高兴,”英国萨里太空中心主任、这项耗资1500万美元项目的首席研究员古格列尔莫·阿格列蒂(Guglielmo Aglietti)如是指出。“目标物是用和卫星一样的材料制成的,所以能代表整个系统的工作原理。”

  在清理太空垃圾的实际任务中,卫星会使用一个大得多的太空鱼叉捕获碎片,然后将其拖到大气层中燃烧掉。阿格利蒂把这次演习比作敢死队任务。

  据统计,太空中散布着从废弃的火箭部件、报废卫星,再到散落的螺母和螺栓等各种太空垃圾。美国国防部现在对地球轨道上堆积的50多万件人造碎片进行跟踪。所有这些太空垃圾对经过的航天器,比如说国际空间站以及耗资数十亿美元的卫星构成了日益严重的碰撞威胁。

知否|太空垃圾如何清理?卫星测试用鱼叉击中太空垃圾碎片

  “从统计角度讲,每五到九年就会有一次灾难性的碰撞,一颗仍完好无损的大型太空垃圾往往会被撞击成数以千计的碎片,” 德国航空航天中心专门处理太空垃圾的专家曼努埃尔`梅茨(Manuel Metz)表示,“这些新的碎片本身可能会产生新的碰撞,因此会产生层叠效应。”而这种现象正是2013年电影《地心引力》所描述的潜在灾难性现象。

  阿格利蒂认为,首先集中精力清除最大的太空碎片是有道理的,因为它们往往威胁更大。整个项目的想法是发射一系列的垃圾清理卫星,让它们每年捕获并清除一些碎片。

  如果正在进行的清除太空垃圾测试任务圆满结束,阿格利蒂希望航空航天公司愿意为清理太空垃圾的任务提供资金。“这是概念的证明,”他说。“如果成功了,我们希望我们的工业合作伙伴将其推进到商业领域。”

  此次演示是RemoveDebris卫星对太空碎片收集设备进行一系列测试中的第二次。RemoveDebris卫星由大学和航空航天公司组成的一个财团建造,主要由欧盟提供资金。

  去年9月,这颗卫星成功地用一个装有弹簧的网捕获了一块模拟碎片。今年3月,这颗卫星将在一块太空碎片上安装一个可充气的“拖曳帆”。科学家们预计,“拖曳帆”将与卫星所在高度的少数空气分子相互作用,从而减慢碎片的飞行速度,使其坠入大气层并燃烧。

  此外,人们还提出了各种潜在装置来捕获和消除空间碎片,包括自推进系绳和机械臂。阿格利蒂说,之所以选择鱼叉、渔网和拖曳帆来清除太空垃圾碎片,是因为它们更为经济。

  德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)太空科学家、太空碎片研究专家莫里巴·贾(Moriba Jah)说,最好有不止一种方法来清除所有堆积的垃圾。“主动清除太空碎片需要许多不同的方法和技术,”他在周二的一封电子邮件中说。“我认为,我们需要一套所谓的‘工具包’,能够根据实际情况应用各种方法。”

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