清除太空垃圾的八個奇思妙想

安利

自1957年人類發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星至今，各國已發(fā)射了5000多顆衛(wèi)星、火箭、探測器等航天器，同時形成了3000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。科學家指出，目前在低地球軌道上的太空垃圾密度已經(jīng)或即將達到相互碰撞的臨界點，清理太空垃圾迫在眉睫，世界各國的研究機構(gòu)為此設想了多種富有創(chuàng)意的“掃垃圾”方案。

1.激光“清道夫”

澳大利亞科學家正在研發(fā)一種用激光處理太空垃圾的新方法，即從地球上發(fā)射激光來分解太空垃圾。其實，澳大利亞并不是最早開始此類試驗的國家，此前美國就曾設想使用激光去推動垃圾碎片，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;對于較大的碎片，可以照射某一點，產(chǎn)生類似于火箭噴射的反推力，使其改變軌道墜入大氣層燒毀。

2.太空“魚叉”

英國一家公司計劃利用太空“魚叉”來清理太空垃圾。這種“魚叉”其實是一種“捕獵”衛(wèi)星，它利用激光雷達制導系統(tǒng)定位太空垃圾，用氣動裝置控制“魚叉”捕捉移動目標。“捕獵”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。

3.太空“漁網(wǎng)”

日本宇航研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）和一家具有百年歷史的漁網(wǎng)制作公司合作，計劃打造一種直徑可達數(shù)千米的巨大網(wǎng)具，把太空垃圾一網(wǎng)打盡。這個“漁網(wǎng)”由極細的金屬絲纏繞編織而成，強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，進入太空后再展開，并沿地球軌道運行，一路上清掃所遇到的太空垃圾。在運行過程中，金屬網(wǎng)將被逐漸充電，從而使其在地球磁場的影響下逐漸降低軌道，并最終墜入地球大氣層。

4.機械臂

日本宇航研究開發(fā)機構(gòu)還開發(fā)出了一款機器人“清潔工”，能夠通過一支機械臂牢固地抓住報廢的衛(wèi)星等體積較大的太空垃圾，并將它們收集起來以拋入大氣層燒毀。這款機器人重約140千克，由于其機械臂帶有強力磁鐵，可以將繞地球飛行的太空垃圾迅速制動，在此過程中，它需要一條長達數(shù)千米的電纜的支持。

5.“自殺式”衛(wèi)星

前面介紹的用“漁網(wǎng)”、“魚叉”、機械臂或者借助激光去清除太空垃圾的方法，成本可能將會非常高昂。英國科學家研發(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)射可以把多個這樣的微型衛(wèi)星送上太空。一旦鎖定了摧毀目標，它就會展開風箏一般的太陽帆，依附在太空垃圾上來減慢其飛行速度，最后同歸于盡。

6.太空“清潔工”

瑞士空間系統(tǒng)公司計劃于2018年發(fā)射一顆該國科學家研制的“清潔太空”1號衛(wèi)星，它將利用其擁有的靈活的觸手，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)星的第一個任務就是回收兩顆瑞士衛(wèi)星。

7.太空“風車”

美國發(fā)明了一種巨大的風車式空間碎片清掃設備，用于處理直徑小于1厘米的垃圾。這種太空“風車”有4個金屬扇葉，每個扇葉長400米、寬45米。當垃圾與扇葉碰撞時，微小的垃圾碎片就嵌入了金屬風葉從而達到清除的目的。即使稍大一點的垃圾打穿風葉，由于碰撞使碎片的速度大大降低，沒有足夠的速度來維持它繼續(xù)環(huán)繞地球運動，因此將逐漸墜入地球大氣層而燒毀。

8.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。一般來說，讓衛(wèi)星在壽命期結(jié)束時點燃自身發(fā)動機，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。新的更廉價的方法是，從衛(wèi)星發(fā)射時就攜帶一個折疊氣球，一旦衛(wèi)星行將報廢，氣球內(nèi)便會充滿氦氣或其他氣體。一個直徑37米的氣球只需要一年的時間，就能將1200千克重的衛(wèi)星從830千米的初始軌道上拉下來，使其墜入大氣層內(nèi)燒毀。這個氣球方案的正式名稱是“輕型軌道降低設備”，它適用于1500千米及以下的衛(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。

【責任編輯】龐 ?云