太空垃圾:是什么,以及清理它为何重要

undefined
本内容由人工智能自动翻译。

本文首次发表于2021年5月,并于2022年6月更新。

  • 美国国家航空航天局(NASA)正在追踪超过2.6万件轨道碎片,即“太空垃圾”,它们正威胁宇航员和太空任务。

  • 太空垃圾的运行速度可达每小时4万公里,并可能破坏卫星通信。

  • 一项新的太空任务旨在从轨道上捕获并移除太空碎片。

2021年11月,国际空间站的机组人员被迫躲入站内,以避免被一颗损毁卫星的碎片击中,该卫星正绕地球运行。

仅在八个月前的3月22日,一个外形类似带翅膀洗衣机的装置借助联盟号火箭从哈萨克斯坦被发射升空。其发明者称之为“全球首个商业任务的开端,旨在验证太空碎片对接和清除所需的核心技术”。

在过去一年里,“ELSA-d”(全称为End-of-Life Services by Astroscale-demonstration,即Astroscale公司的寿命末期服务演示)任务一直在试验一种开创性方法,即利用磁力回收技术从轨道上捕获并安全移除太空碎片。这是多家公司和政府为开展大规模太空“捡垃圾”行动所作努力的一部分。

NASA正式追踪超过2.6万件轨道碎片,即“太空垃圾”,它们正威胁宇航员和太空任务。

2022年6月,英国政府发布了《太空可持续发展计划》,其中包括600万美元的主动碎片清除(ADR)基金。

据估计,包括ADR和寿命末期服务(EOL)在内的在轨服务与制造(IOSM)全球市场到2030年将达到44亿美元。这一数据来自一份为英国太空局委托编写的可持续发展报告,该报告由创建ELSA-d的日本初创公司Astroscale共同撰写。

清理太空废料场

ELSA-d由两颗卫星叠加组成。第一部分是服务飞行器,旨在从轨道上安全移除碎片。它与一颗较小的“客户”卫星对接,该卫星在测试飞行中模拟太空碎片,使服务飞行器能够在太空中有效捕获它。

自ELSA-d入轨以来,已开展多项成功试验,包括从远距离追踪目标,以及与一个不受控的物体交会,证明该技术可行。

每项测试的成功,都使Astroscale在技术商业化应用方面更进一步。一旦捕获,碎片和服务卫星将一同重返地球大气层,在再入过程中烧毁。

ELSA-d具备从轨道上捕获并安全移除太空碎片的能力。Image: Astroscale

2022年5月,Astroscale宣布与英国和欧洲航天局以及OneWeb合作,发射一项新任务——ELSA-M,计划于2024年底进行,该任务将基于ELSA-d的能力开展。

Astroscale首席执行官冈田信(Nobu Okada)曾于2017年被评为世界经济论坛技术先锋,现已获任2022年世界太空周荣誉主席,该活动将于10月举行,主题为可持续发展与太空。

他还是论坛太空全球未来理事会的成员。该理事会探讨该行业面临的关键挑战,包括其社会经济影响以及维持可持续增长的必要性。

世界经济论坛如何推动更安全、更清洁、更具包容性的交通系统?

世界经济论坛的塑造未来出行平台涵盖四个行业:航空航天与无人机;汽车与新型出行;航空旅行与旅游;以及供应链与运输。其目标是确保未来出行安全、清洁且具有包容性。

联系我们,以了解如何参与的更多信息。

太空垃圾简史

自1957年苏联将第一颗人造卫星“Sputnik 1”送入太空以来,被称为近地轨道的太空区域变得日益拥挤。

随着太空交通量增加,太空内碰撞次数“预计将会上升”,据联合国外层空间事务厅(UNOOSA)称。

NASA监测的2.6万多件碎片中,有4000多个已失效的卫星和火箭级,它们可能摧毁正在运行的卫星,并影响地球上的通信。

此外,还有多达90万块、直径至10厘米的太空废料碎片,它们太小而无法监测,另有1.28亿个直径至1厘米的微小碎片。

欧洲航天局太空碎片办公室表示,即便是在地球轨道上以每小时4万公里速度运行的最小碎片,也可能对在轨卫星造成灾难性破坏。

数以千计的卫星面临与太空垃圾相撞的风险。Image: 联合国外层空间事务厅/欧洲航天局

“以该速度撞击卫星的一厘米颗粒所蕴含的能量,大致相当于一枚爆炸的手榴弹,”欧洲航天局太空碎片办公室负责人Holger Krag在一段关于管理太空碎片的视频中表示。

“此类撞击的后果是卫星失效;对于较大的物体,甚至会导致卫星被摧毁并产生碎片,这又会带来环境后果。”

Krag表示,未来几十年持续发生的碎片碰撞,还可能使太空中的某些区域无法用于太空飞行。太空碎片可能扰乱国际空间站的活动——该空间站“在2020年曾三次险些与碎片相撞”,并于2021年再次险些相撞——以及前往月球和火星的任务。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。