清除太空垃圾的八個(gè)奇思妙想

安利

太空“漁網(wǎng)”

日本宇航研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）和一家具有百年歷史的漁網(wǎng)制作公司合作，計(jì)劃打造一種直徑可達(dá)數(shù)千米的巨大網(wǎng)具，把太空垃圾一網(wǎng)打盡。這個(gè)“漁網(wǎng)”由極細(xì)的金屬絲纏繞編織而成，強(qiáng)度與韌性需要足以抵御太空垃圾的撞擊。這一金屬網(wǎng)將隨衛(wèi)星發(fā)射升空，進(jìn)入太空后再展開(kāi)，并沿地球軌道運(yùn)行，一路上清掃所遇到的太空垃圾。在運(yùn)行過(guò)程中，金屬網(wǎng)將被逐漸充電，從而使其在地球磁場(chǎng)的影響下逐漸降低軌道，并最終墜入地球大氣層。

機(jī)械臂

日本宇航研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)還開(kāi)發(fā)出了一款機(jī)器人“清潔工”，能夠通過(guò)一支機(jī)械臂牢固地抓住報(bào)廢的衛(wèi)星等體積較大的太空垃圾，并將它們收集起來(lái)以拋入大氣層燒毀。這款機(jī)器人重約140千克，由于其機(jī)械臂帶有強(qiáng)力磁鐵，可以將繞地球飛行的太空垃圾迅速制動(dòng)，在此過(guò)程中，它需要一條長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的電纜的支持。

太空“魚(yú)叉”

英國(guó)一家公司計(jì)劃利用太空“魚(yú)叉”來(lái)清理太空垃圾。這種“魚(yú)叉”其實(shí)是一種“捕獵”衛(wèi)星，它利用激光雷達(dá)制導(dǎo)系統(tǒng)定位太空垃圾，用氣動(dòng)裝置控制“魚(yú)叉”捕捉移動(dòng)目標(biāo)?！安东C”衛(wèi)星還能攜帶微型的子衛(wèi)星，將捕捉到的太空垃圾推入地球大氣層予以焚毀。

激光“清道夫”

澳大利亞科學(xué)家正在研發(fā)一種用激光處理太空垃圾的新方法，即從地球上發(fā)射激光來(lái)分解太空垃圾。其實(shí)，澳大利亞并不是最早開(kāi)始此類(lèi)試驗(yàn)的國(guó)家，此前美國(guó)就曾設(shè)想使用激光去推動(dòng)垃圾碎片，使其偏離軌道。用激光清除太空垃圾主要有兩種方式，對(duì)于微小的碎片，可以利用激光連續(xù)照射，使其熔化和氣化；對(duì)于較大的碎片，可以照射某一點(diǎn)，產(chǎn)生類(lèi)似于火箭噴射的反推力，使其改變軌道墜入大氣層燒毀。

“自殺式”衛(wèi)星

前面介紹的用“漁網(wǎng)”、“魚(yú)叉”、機(jī)械臂或者借助激光去清除太空垃圾的方法，成本可能將會(huì)非常高昂。英國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種名為“立方帆”的低成本清理太空垃圾的裝置。“立方帆”其實(shí)是一種“自殺式”微型衛(wèi)星，重量只有3千克，一次發(fā)射可以把多個(gè)這樣的微型衛(wèi)星送上太空。一旦鎖定了摧毀目標(biāo)，它就會(huì)展開(kāi)風(fēng)箏一般的太陽(yáng)帆，依附在太空垃圾上來(lái)減慢其飛行速度，最后同歸于盡。

自1957年人類(lèi)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星至今，各國(guó)已發(fā)射了5 000多顆衛(wèi)星、火箭、探測(cè)器等航天器，同時(shí)形成了3 000多噸圍繞地球飛行的太空垃圾，而且這一數(shù)量還在不斷增加?？茖W(xué)家指出，目前在低地球軌道上的太空垃圾密度已經(jīng)或即將達(dá)到相互碰撞的臨界點(diǎn)，清理太空垃圾迫在眉睫，世界各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)為此設(shè)想了多種富有創(chuàng)意的“清掃垃圾”方案。

太空“清潔工”

瑞士空間系統(tǒng)公司計(jì)劃于2018年發(fā)射一顆該國(guó)科學(xué)家研制的“清潔太空一號(hào)”衛(wèi)星，它將利用其靈活的觸手，捕捉廢棄衛(wèi)星及火箭殘骸等大型太空垃圾，并把它們帶到地球大氣層燒毀。新衛(wèi)星的第一個(gè)任務(wù)就是回收兩顆瑞士衛(wèi)星。

太空“風(fēng)車(chē)”

美國(guó)發(fā)明了一種巨大的風(fēng)車(chē)式空間碎片清掃設(shè)備，用于處理直徑小于1厘米的垃圾。這種太空“風(fēng)車(chē)”有4個(gè)金屬扇葉，每個(gè)扇葉長(zhǎng)400米、寬45米。當(dāng)垃圾與扇葉碰撞時(shí)，微小的垃圾碎片就嵌入了金屬扇葉，從而達(dá)到清除垃圾的目的。即使稍大一點(diǎn)的垃圾打穿扇葉，由于碰撞使碎片的速度大大降低，也就沒(méi)有足夠的速度來(lái)維持它繼續(xù)環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)了，因此它將逐漸墜入地球大氣層而燒毀。

巨型氣球

與前面介紹的太空垃圾產(chǎn)生以后再用一些方法清除不同，這種方法是把報(bào)廢衛(wèi)星“拖拽”回地球大氣層燒毀，根本不讓其成為潛在的太空威脅。一般來(lái)說(shuō)，讓衛(wèi)星在壽命期結(jié)束時(shí)點(diǎn)燃自身發(fā)動(dòng)機(jī)，飛入大氣層燒毀是可行的，但這需要讓衛(wèi)星攜帶額外的燃料，增加發(fā)射成本。新的更廉價(jià)的方法是，從衛(wèi)星發(fā)射時(shí)就攜帶一個(gè)折疊氣球，一旦衛(wèi)星行將報(bào)廢，氣球內(nèi)便會(huì)充滿氦氣或其他氣體。一個(gè)直徑37米的氣球只需要一年的時(shí)間，就能將1 200千克重的衛(wèi)星從830千米的初始軌道上拉下來(lái)，使其墜入大氣層內(nèi)燒毀。這個(gè)氣球方案的正式名稱(chēng)是“輕型軌道降低設(shè)備”，它適用于1 500千米及以下的衛(wèi)星軌道范圍，覆蓋了750千米—900千米的太空垃圾多發(fā)地帶。