清理太空垃圾有成效,海洋垃圾也有救

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 20 日 16:43 | 分類 環境科學 Telegram share ! follow us in feedly


1957 年以來,人類已經發射 9,600 顆衛星,當時人們並沒有想到這些衛星被廢棄之後會如何,直到現在,太空垃圾指數成長為棘手的問題,太空機構正在開發新技術來解決問題,得到一些成效,且可望能解決海洋垃圾問題。

《彭博》報導,據 NASA 估計現在太空中大約有 3.4 萬個大於 10 公分的碎片,還有超過 1.28 億個更小的物體飄浮在太空中,直到 1990 年代末和 2000 年代初國際社會開始認真對待這一問題,制定指導方針,鼓勵營運商為衛星配備減災系統。雖然不是強制性的,但歐洲太空總署(ESA)研究發現,自 2000 年以來發射到所謂的對地靜止軌道的新衛星中,有 60%~90% 符合要求。

解決方案很簡單,即燃料儲備使衛星在壽命到期時就可以離開對地靜止軌道,並進入沒有活動衛星運行的軌道。報導指出,取得成功的部分原因是衛星都共享相同的軌道,正好位於赤道上方 35,786 公里,物理空間有限,另外一個原因是營運商表現出強烈的意願。

但是距離赤道零到 2,000 公里的較低軌道上,光是 Elon Musk Starlink 去年 5 月以來已經發射近 700 Starlink 衛星,將活躍衛星數量增加近三分之一,目標要發射 4 萬個,指導方針規定,這些低空飛行的衛星應在 25 年之內離開運行區域,然後緩慢繞行地球,直到到達大氣層並自毀,但這軌道只有 5%~10% 衛星遵守減碎片措施。

就算新衛星遵守規定,但舊衛星和碰撞產生的數以百萬計碎片仍在那裡,現在太空機構利用科技捕獲衛星碎片取得成效,第一步是藉助電腦視覺技術接近衛星,接下來使用魚叉、網或機器手臂捕獲目標物。

海洋塑膠一樣有特定區域,因海洋塑膠往往會形成大型系統,如太平洋大垃圾場,並分解為塑膠微粒,用輪船和網子處理這種廢物很昂貴耗時,且需要大量化石燃料。現在已有愈來愈多科技公司利用本身資源加入環境清理計畫,如微軟與非營利組織合作,使用自動攔截船清理海洋垃圾,並透過機器學習幫助辨識垃圾。

《商業內幕》報導,原本這家荷蘭的非營利組織仰賴人員為碎片照片貼標籤,讓攔截器能夠辨識流經河流的塑膠,效率很低且工作乏味,現在微軟利用運算資源幫助他們以機器學習取代人工辨識過程,現在正在為海洋廢棄物照片開發類似的模型。

清除過去近百年來人類文明的代價,可能是這一代最迫切的任務。報導訪問歐洲太空中心專家指出,太空清理技術也適用於解決海洋垃圾問題,主動清除任務需要機器人、制導、導航和控制,地球同樣可使用相同類型的演算法。

(首圖來源:Flickr/Kevin Krejci CC BY 2.0)