太空垃圾清理的奇思妙想

发布时间 : 2018-02-02     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  人类赖以生存的地球家园正遭受各类垃圾的侵蚀,同样,在地球的太空轨道上也遭受着太空垃圾的威胁。自1957年前苏联宣布将第一颗人造地球卫星成功送入轨道,太空便迎来了第一批人造垃圾。
  随着世界各国航天技术的发展,太空发射任务达到了空前的膨胀,目前全世界已经有超过4000次的发射记录。虽然报废的航天器大部分坠入大气层并且烧毁,但是仍有近4500吨的太空垃圾运行在地球周围的轨道上。太空垃圾对航天器以及航天员存在着巨大的威胁,空间碎片平均撞击速度每秒10公里,厘米级碎片产生的动能就相当于一辆小轿车以五六十公里的时速撞上卫星,一旦这些碎片与正在运行的卫星相撞,将带来毁灭性的后果。
  针对太空垃圾清理,科学家提出了许多方案。下面介绍几种富有创意的奇思妙想。

 
太空弹弓

 
  美国德州农工大学提出“弹弓-卫星太空清扫器”,该设想通过卫星上的捕获器捕获太空垃圾,再将太空垃圾投向地球大气层燃烧,之后使用动量航行至下一个太空残骸目标进行清除。

 

△太空弹弓设想图
立方太阳帆

 
  英国提议建造“立方太阳帆”,使用小型人造卫星带动太阳帆。在太阳帆上配备4台小型摄像机,能十分容易地发现太空垃圾,它一旦侦察到太空垃圾,便依附在垃圾上,使其速度降低,最后进入大气层,与太空垃圾同归于尽。

 
△立方太阳帆计划
脱轨任务

 
  “脱轨任务”是由欧洲宇航局于2014年初提出的,旨在搜寻并清除轨道高度为800~1000公里级轨道区域的废弃人造卫星残骸,通过发射一个“太空捕捉器”,捕捉器使用太空渔网或配备抓爪的机械臂来捕获卫星,捕获后使用自身推进装置,操纵被抓捕的卫星进入大气层销毁。

 
△脱轨任务设想方案
清洁太空一号

 
  瑞士航天中心正在研发一种超快仿生手臂,将其安装在“清洁空间一号”卫星上,捕捉并回收太空垃圾。瑞士航天中心希望这个机械手臂能在0.05秒内抓住各种不规则形状的抛掷物。

 
△清洁太空一号构想图
激光扫帚

 

  美国航空航天局则希望研制一种“激光扫帚”,它主要针对直径1—10厘米的太空垃圾。“激光扫帚”锁定某个太空垃圾目标后,将发出一束激光,照射在太空垃圾背离地球的一端,使之部分升华为气体,就像喷气式飞机的原理一样,利用气体的反作用力推动太空垃圾朝地球的方向运动,最终使其进入大气层,与大气层产生强烈摩擦而燃烧自毁。

 
  (中国运载火箭技术研究院研发中心根据百度百科及多篇报道资料整理)

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