地球轨道上的东西太多了
外层空间的污染正迅速接近危机点。防止轨道变得无法使用将需要我们在地球上使用的同样的方法。欧洲航天局清洁空间项目负责人路易莎·因诺琴蒂(Luisa Innocenti)说:“情况很危急。
”她认为,如果我们继续向外层空间扔垃圾,整个轨道就会变得无法用于卫星。
噩梦般的情景是凯斯勒现象的开始,在这种现象中,一次碰撞产生的碎片会产生进一步的影响,造成一种自我维持的影响,危及卫星并威胁到空间飞行的未来。
摆脱那些已经存在的东西是一个开始,但是为了保持我们头顶上的环境处于可用状态,我们需要采用一些好的基于地球的智慧:减少、再利用、再循环。
减少卫星的数量将是一个棘手的问题。
2018年,有390多个物体被送入轨道,这一数字可能还会继续上升。
埃隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX最近获得了将12000颗卫星送入轨道的许可,以从太空提供互联网覆盖,OneWeb打造的名为星座(constellation)的卫星互联网络,希望对另外900颗卫星做同样的事情。
对因诺琴蒂来说,这使得碎片缓减至关重要。
她说:“如果有人发射了一颗卫星后的第二天就把它丢弃在那里,清理工作就没有意义了。
”她主张“为毁灭而设计”,在卫星任务结束后的25年内对卫星进行自毁编程。
这意味着要么将飞行器炸向附近的“墓地轨道”,要么确保其在大气中安全燃烧。
“如果我们继续向外太空扔垃圾,整个轨道就可能无法使用”清洁空间计划正在调查可折叠的卫星,这些卫星在重返大气层时打开,以确保它们充分燃烧,而低轨道卫星的帆则会产生足够的阻力,使它们滑翔下来。
RemoveDEBRIS是最近进行的一系列碎片清除实验的团队,它已经开发出了自己的版本,一种牵引帆,以使其测试航天器脱离轨道。
低地球轨道在卫星退役时找到清空燃料箱和断开电池的方法也将降低爆炸的风险,但在这之前,还需要更多的实验。
再利用可能是一个更有吸引力的选择。
SpaceX和由亚马逊的杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)创建的蓝色起源公司(Blue Source)已经开创了可重复使用火箭的先河,它们承诺将转向绿色空间飞行。
但从长远来看,它们可能不会对环境友好:通过降低发射成本,它们还可能增加我们发射到太空的物质的数量。
再利用的另一个选择可能来自为处理碎片而提议的那种机器人捕捉臂。
这些卫星可以用来为卫星提供服务,或者使死掉的卫星复活。
总部位于科罗拉多州的Altius Space Machines公司正在研制一种名为MagTag的磁性连接器,它可以连接到卫星上,让服务飞行器能够锁定和传输数据、供电,甚至提供软件更新。
这一切可能意味着航天器可能很快就会获得故障保险。
然而,完全成熟的回收利用还有一段路要走。
美国国防部高级研究计划局(DARPA)曾考虑使用机器人系统捕捉旧碎片,并将其转化为新卫星,但已放弃这一做法,转而开发航天器在轨服务。
一些公司甚至考虑用太空垃圾建造飞行器,以完成更远的任务,比如登陆火星。
但是,由于大多数捕获机制仍在开发中,而且在轨道上建造某些东西的难度很大,将卫星连接在一起的几率仍然很低。
中地球轨道浪费空间地球的轨道上塞满了垃圾。
自从1957年苏联人造卫星Sputnik1发射以来,我们头顶上的天空已经变得越来越拥挤,到处都是我们放置或倾倒的物体和碎片。
空间垃圾越多,与工作卫星或航天器发生灾难性碰撞的可能性就越大。
宇宙清理由于轨道上的碎片给航天国家带来了越来越严重的问题,工程师们正忙着想出解决办法。
以下是一些最有创意的想法。
系绳就当是太空钓鱼吧。
靠近一块碎片,把它钩在一条绳子上,然后把它拖回大气层。
听起来很简单,但是很多事情都会出错。
2017年,日本宇宙航空研究开发机构测试了其Kounotori综合系绳实验(KITE),该试验本应在末端部署一条720米长的电缆绳。
缆绳和地球磁场之间的相互作用将产生一种足够大的力量,足以将任何钩状碎片拖入预定的轨道。
不幸的是,这根绳子一直没有解开。
网兜如果鱼竿做不到这一点,试着用另一种方法钓鱼。
一个由欧洲委员会资助的太空公司和研究机构组成的财团,计划用网兜捕捉碎片。
早些时候,该小组在轨道上进行了一次测试,将它的5×5米长的凯夫拉尔网吊在一个为实验而释放的小型立方体卫星上。
角落里的重物帮助网包裹垃圾,而电动绞盘则充当拉绳将其拉紧。
在未来,网兜将被拴在航天器上,然后航天器可以卷起碎片或将其拖出轨道。
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