「太空魚叉」成功捕捉地球軌道碎片!75 萬件太空垃圾有解

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 18 日 13:38 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly


人類發展太空科技僅僅半世紀多,就讓地球軌道遍布發射衛星、火箭後殘留的太空垃圾,有些時速可高達 27,000 公里,即使只是一小塊碎片也能打壞 1 顆正常衛星。近日,發射到近地軌道的 RemoveDEBRIS 衛星進入第三階段實驗,成功捕捉一塊金屬板垃圾,標榜太空碎片清理技術終於成熟。

1957 年 10 月 4 日,蘇聯毫無預兆且成功的發射了全球首顆人造地球衛星「史普尼克 1 號」(Sputnik-1),導致美蘇兩國此後持續 20 多年的太空競賽,演變至今日更進入百家爭鳴時代,各國太空機構或私人航太公司都競相將火箭、衛星送上太空。

可想而知,這些火箭燃燒後的殘渣、發射後脫離的多級火箭、故障失聯的衛星大量遺留在地球軌道,歐洲太空總署(ESA)估計,短短 60 年太空碎片就累積超過 75 萬件。那些高度位於 300~450 公里近地軌道的垃圾時速可高達 25,200~28,800 公里,高度位於 36,000 公里地球靜止軌道的垃圾時速則約 10,800 公里,據計算,一塊直徑 10 公分的碎片就可以摧毀太空飛行器,對營運中的衛星、國際太空站(ISS)、載人飛船造成重大威脅。

▲ 從 1957 年開始至 2015 年,地球軌道的太空垃圾量演變。

國際太空站過去曾為了避開軌道上的殘骸而更改航道,然而 NASA 目前掌握的太空垃圾僅 2 萬多件,那些未被追蹤的碎片該怎麼預防?2016 年 ESA 太空人蒂姆‧皮克(Tim Peake)就曾在太空站的窗戶中發現 7 公厘寬的太空岩石碎片,幸運的是碎片沒有擊穿共 4 層強化玻璃的窗戶。

回收太空碎片迫在眉睫

英國薩里大學的薩里太空中心 2018 年 6 月從國際太空站部署了 RemoveDEBRIS 衛星,配備有視覺導航(Vision Based Navigation,VBN)系統、網、魚叉等設備,就像釣魚一樣鎖定目標物(碎片)、抓住、然後帶回大氣層燃燒。

近日,RemoveDEBRIS 衛星剛成功完成第三次測試。觀賞下方影片,魚叉以每秒 20 公尺的速度射出並刺穿一個 5 公尺寬的金屬板(衛星面板),薩里太空中心主任 Guglielmo Aglietti 指出,魚叉穿透後並沒有二次衍生其他小碎片,表明實驗很成功。

3 月時,RemoveDEBRIS 衛星將進行最後一次測試,展開一片「帆」使衛星脫離軌道,並進入地球大氣層燃燒瓦解,整個任務宣告終結。

如果所有實驗階段都達陣,代表我們終於有了清理太空垃圾的關鍵技術,比起之前中國提議的雷射光掃除科技、或是 NASA 的阿拉丁魔毯「Brane Craft 飛行器」,RemoveDEBRIS 衛星更具成效。未來,類似衛星可以拖著捉到的太空碎片一起跌入大氣層燃燒殆盡。

(首圖來源:薩里大學

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