人类如何清理我们的太空垃圾?

人类用垃圾填满水道、垃圾填埋场和街道,所以同样的事情发生在地球轨道附近也就不足为奇了。现在我们的物种终于要开始清理了。...

人类用垃圾填满水道、垃圾填埋场和街道,所以同样的事情发生在地球轨道附近也就不足为奇了。现在我们的物种终于要开始清理了。

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一些任务集中在死卫星上,目的是用机械臂抓住它们,用鱼叉刺穿它们,或者用帆或系绳拖慢它们。其他人则用激光瞄准较小的物体,或者用粘合剂粘在上面。这一切都是为了保持低地球轨道的可用性,这一区域距离地表1200英里。”萨里大学的研究员杰森·福肖说:“把这些垃圾放在空间里,就像扔在地板上一样。”这正变得越来越危险。”

接下来的几项任务将从英国撤走,福肖是英国的主要科学家之一;日本刚刚发射的Kounotori 6号卫星,搭载了Kounotori综合系绳实验;欧空局的e.Deorbit。就连私营部门也在参与其中:日本初创公司Astroscale正在设计一颗碎片清除卫星。RemoveDebris计划在2017年推出,而Astroscale计划在2018年推出。e、 德奥比特的飞行计划是2023年或2024年。

低地球轨道当然很拥挤。据关注科学家联盟(Union of Concerned Scientists)称,截至2016年年中,该地区目前约有780颗卫星,一直在计划更多的卫星。据美国航天局估计,这些卫星与直径为半英寸或更大的50万件垃圾共用一个区域。油漆碎片,炸毁的卫星碎片,用过的火箭级——都在那里。由于所有物体都以每小时数千英里的速度移动,一个回形针可以撞击到一颗卫星上,其能量比一把重机关枪还要大。今年4月,一块微米大小的碎片在国际空间站的窗口上留下了一个半英寸的坑,尽管空间站的轨道远低于大部分垃圾。

国际空间站的屏蔽仅限于直径小于半英寸的物体。美国航天局与国防部的空间监视网络合作,可以跟踪任何大于2英寸的物体,覆盖约21000个物体。”NASA轨道碎片办公室的项目主管吉恩·斯坦斯贝里说:“在他们所屏蔽的东西和他们所能追踪的东西之间存在着差距。”。

虽然新的任务正在测试捡垃圾的方法,但技术并不是我们还没有联合银河环卫巡逻队的主要原因。“打捞规则不适用于太空,”布莱恩·韦登说,他是世界安全基金会的技术顾问,也是几项太空碎片研究的作者[发射国)拥有管辖权和控制权是的,这意味着你必须得到他们的许可才能与太空垃圾互动。”

责任是另一个复杂因素;官方说法,发射国对发生的一切负责。”威登说:“到目前为止,美国和俄罗斯之间一直在说‘你好我就好’。各种国际协议的责任条款根本没有被援引,主要是因为证明空间上的过错既费时又费钱。面对私人政党的其他国家可能会有不同的感受。”想象一下,我是X公司,我碰了一颗卫星,它爆炸了,六个月后它撞上了别人的卫星。这可能涉及十几个航天国家中的任何一个。

福肖说,这些法律问题是**宁愿让萨里大学这样的机构支持一项任务的原因之一,1500万欧元的费用很便宜。RemoveDebris将跟踪整个卫星,因为跟踪小目标并瞄准它们(更不用说确定碎片的所有者)更困难。利用立方体卫星,一种可以像乐高积木一样组装在一起的小型卫星,它将测试三种让卫星坠落的技术:一个网、一个鱼叉和一个帆——其中两种技术将协同工作。

对于网络,立方体卫星将从国际空间站发射并为气球充气。第二颗立方体卫星将紧随其后,发射一张网来抓取膨胀的卫星。膨胀的卫星应该会落回地球,因为轻微的大气阻力会使它减速。在实际部署中,该网络可能会在发射卫星上连接一条系绳,从而拖拽目标航天器,产生更大的阻力。鱼叉将测试一颗卫星瞄准另一颗卫星并击中另一颗卫星的能力——如果上述网络要扩大的话,这是一个重要的点。在这种情况下,一个立方体卫星将伸出手臂上的目标,另一个立方体卫星将发射鱼叉。最后一个是dragsail,立方体卫星像降落伞一样展开巨大的帆。增加的阻力将再次使卫星坠落。

e、 脱轨是为了更大的鱼。目标是2002年发射的8吨重的远程监测卫星ENVISAT。欧空局还没有确定设计方案;它正在考虑要么是一个机器人手臂来抓取卫星,要么是一个网络。与此同时,该机构希望展示跟踪、制导和捕获技术,看看哪些技术最有效。

一些技术将利用地球本身的磁场使卫星坠落;这就是日本宇宙航空研究开发机构Kounotori综合系链实验的目标。这艘飞船将追踪一条长长的导电电缆,并使电流流过。当卫星和电缆穿过地球磁场时,磁场和电流的相互作用会在系绳上产生一个很小的力(这和电动机的工作原理是一样的)。测试将在一月份进行,因为风筝船目前与国际空间站对接,作为补给运行,执行双重任务。

所有这三项任务都是为了将卫星垂直降落到新西兰东部南太平洋的一个水上墓地。

为了寻找更小的碎片,Astroscale计划发射一颗名为ELSA-1的卫星,它将跟踪碎片并用胶水粘在上面。其他更为可行的方案包括使用国际空间站或卫星上安装的激光器蒸发小碎片表面并将其压下,但这将需要更多的激光器技术开发,以便能够最大限度地将能量输送到碎片上。

有这么多方法的一个原因是,很少或根本没有关于哪些方法可行的数据——这在很大程度上是一个未知领域。福肖说,如果他们失败了,仍有可能“回到绘图板”。例如,卫星会合不是一件小事,近距离瞄准另一颗卫星就增加了复杂性。这和早期的航空或汽车没有什么不同,当时工程师们尝试了各种各样的设计,然后才确定了一些最有效的设计。

不管哪种技术证明了自己,太空垃圾都不会消失。根据美国宇航局2008年的一项研究,即使发射明天停止,这个问题可能会持续几个世纪,甚至变得更糟。2009年,一颗俄罗斯军用通信卫星和一颗铱星相撞并散落碎片,威胁到一些中国卫星;两年后,国际空间站也不得不躲避弹片。新的发射——至少是在美国、日本和欧洲获得许可的发射——需要有一个计划,以便在卫星寿命结束时将其击落。不过,福肖称,缓解措施是值得欢迎的一步。”他说:“从上世纪60年代开始,人们就开始在废墟上寻找垃圾。”但到目前为止,还没有人真正资助研究和处理这一问题的特派团。”


保持太阳系清洁以寻找外星生命

  • 发表于 2021-05-09 06:09
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  • 分类:互联网

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