Astroscale：太空清洁工
时间：2020-12-14 12:03:57 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
通过太空轨道运行创新技术，有效监测和清理太空垃圾
自从1957年苏联人造卫星发射以来，7757个卫星已经被发射到了外太空，当我们惊叹这些飞行器不断在蔚蓝天空探索无限的宇宙边界时，却无法想象天空垃圾，也称为“太空碎片”存在的可怕。太空碎片完全是人类空间活动留下的垃圾，比如完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体之间的碰撞产生的碎块等。
美国监测网络NORAD监测到有超过20000的大型太空碎片从地球上可追踪，以及预计数量超过750000的小碎片无法被跟踪。太空碎片的数量也以惊人的速度增加，在距地面2000公里内的低地球轨道区域（LEO），厘米级太空碎片由2005年的30万个增长到2015年的50万个，年增长率达15%。
在人类使用最频繁的LEO上，太空碎片一旦与航天器发生撞击，平均撞击速度将达10km/s，轻则导致航天器表面性能衰退功能丧失，重则对结构和载荷造成严重损伤，甚至使整个航天器彻底爆炸解体。而坠入大气层的大尺度太空碎片，陨落时可能有部分质量未完全烧毁分解，也会对地面安全造成威胁。
为了解决日益增长的太空垃圾，一位日本IT界企业家和战略顾问 Nobu Okada，2013年在新加坡和东京筹备了自己的新业务--Astroscale，通过发展可伸缩的新型在轨技术来安全清理最具威胁性的轨道碎片，从而维护太空环境的可持续发展。今年在英国也有了办公空间。
目前， “太空清洁工”Astrocale 提供的核心解决方案主要有两个OSG（Orbital Debris Monitoring） 和ELSA（End-of-Life Service by Astroscale）。IDEA OSG1第一代产品是一颗22公斤重的微型卫星，上面安装的面板能够感受到太空环境中垃圾碎片与其撞击的情况，甚至能灵敏地检测到小于一毫米的碎片撞击数据。利用这些数据，公司就能绘制出各种太空高度环境下的碎片密度情况图。这些数据除了用于公司自身的太空垃圾处理业务使用外，还能出售给其他卫星运营商和空间机构。预计明年上半年在俄罗斯发射。
公司另一个更大的计划目标，则是在 2019 年发射出首个太空垃圾收集器卫星“ELAS 1”。卫星表面会涂满“胶水”，这是Astroscale 公司与一家日本化学公司合作研发出了一种胶粘剂，能够覆盖 ELSA 1 号飞船上如晚餐盘子般大小的一块平面。飞船撞到一块太空碎片后，会将其粘住然后脱离原本的飞行轨道，最后与机体一同燃烧殆尽，省去了将这些物体运回地球的成本。
在太空碎片问题的解决上，太空机构和公司提出了数十种清理低地球轨道的概念。但是困难之处在于如何能靠近并且抓住太空碎片——以每小时 27358.8 千米速度在太空翻滚着的深色物体。马里兰大学（University of Maryland）航空航天工程教授雷蒙德·塞奇威克（Raymond J. Sedwick）形象地比喻为在溜冰场上抓住一个旋转中的溜冰者的情景，在太空中抓住碎片相当于被抓住的不是一个人，而是一辆 SUV 汽车。而且远程操控卫星是有一定的时间差，太空环境变化莫测，只有感应数据是非常困难的。
清理太空垃圾除了需要过硬的技术，还得考虑成本问题。Nobu Okada称，要将数千万乃至数亿美元的垃圾处理价格降低，关键在于减轻重量。他说，ELSA 1号飞船的胶粘剂重量只有几盎司重（1 盎司相当于 28.35 克），他公司的工程师已经能让飞船重量减到 90.7 千克。
据Nobu Okada介绍：“我们的第一个目标不是清理随机的碎片，而是清理我们客户发射的卫星。随着我们的技术不断完善，我们可以逐步开始清除碎片的工作。”所以Astroscale将会先经营大型卫星网络公司的合作业务，帮助清理报废的卫星，将位置腾出给其他有效运行的卫星。目前Astroscale也已经筹得了 4300 万美元的投资款。
此外，Nobu Okada表示，这项技术如果要投入使用，还有很多国际法律法规需要重新协商才有可能，因为在目前的國际法中，根据 1967 年的条约，空间中的人造物体属于发射它们的国家，不经未经批准就不能触碰。
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