机械飞爪、清洁卫星……南航专家详解“太空清道夫”技术

[综合] 时间:2024-03-29 08:51:29 来源:蓝影头条 作者:热点 点击:47次
不仅地球上需要垃圾分类,机械太空中亦如是飞爪夫技。近日,清洁清道韩国阿里郎3号卫星险些被一块高速飞行的卫星太空垃圾击中,该卫星通过紧急上升高度才躲过一劫。南航随着微小卫星技术的详解成熟,地球轨道上航天器数量持续快速增长,太空使太空垃圾带来的机械潜在风险进一步增大。太空垃圾从何而来,飞爪夫技航天器如何躲避这些天外来客?记者采访了南京航空航天大学航天学院康国华教授。清洁清道截至2021年,卫星在轨卫星超过了7000颗与阿里郎卫星一样,南航很多卫星都部署在500公里以上高度。详解在这个高度上的太空航天器几乎无法通过坠入大气而销毁,会在轨道上越积越多。机械比如spaceX的星链计划就有4.2万颗卫星,每个卫星都有寿命限制,但如果卫星轨道较高,卫星失效后又没有主动的离轨措施,那只能长时间滞留在轨道上。康国华说,随着大规模卫星入轨,失效卫星数量将不断增加,相撞概率也随之上升,并且会产生链式反应,形成太空垃圾带。尽管spaceX已经提出保证,卫星都有离轨措施,到期后将主动坠入大气层烧毁,但即使如此,截至目前,已发射的800多颗星链卫星中仍有3%左右的失效卫星完全联系不上,成为死星。截至2021年的最新数据,目前在轨卫星超过7000颗。根据美国洲际导弹防御系统雷达网公开的监测数据,围绕地球转动的太空垃圾,估计总共有1亿多块,尺寸有大有小,从毫米级、厘米级到米级以上不等。如何躲避天外来客,业界已有一定经验即便是毫米级的太空垃圾,由于其在太空中运动速度非常快,因此也有相当的破坏力。 康国华介绍,太空垃圾和自然形成的碎片已经成了国际空间站面临的巨大威胁。就在今年5月,国际空间站的最重要部件之一机械臂被太空垃圾击中,外表的保温层被撕裂,留下了一个洞口,由于碎片的体积过于微小无法追踪。2016年,在国际空间站的穹顶舱也曾发现一处约0.7公分的小裂缝,欧洲太空总署认为裂缝可能是由仅1000分之1公厘的金属碎片或金属垃圾引起。如何躲避这些天外来客,业界已经有一定的经验。比如说此次韩国航空宇宙研究院发现险情后,就利用卫星推力器,将阿里郎3号卫星的高度提升了150米,实现了紧急回避。对于轨道上厘米级的物体,我们的技术是可以监测到的。在每个航天器入轨之前,我们都会对以后的工作轨道做一个详细的风险分析,确认与现有航天器及碎片没有相撞风险,航天器才可以入轨。康国华说,进入轨道后,地面还会通过空间目标监测技术,观测跟踪空间碎片,确保航天器可以实时得到预警躲避可能碰到的太空垃圾。当然,这种躲避并非毫无代价。康国华介绍,为了躲避太空垃圾,每年国际空间站都要做一些规避动作,机动变轨,抬高或者降低轨道,也会因此产生多余的燃料消耗。各国都在开脑洞清理太空垃圾随着入轨航天器数量增加,特别是近年来几次对在轨卫星摧毁试验,太空垃圾数量也急剧增加,太空垃圾的清理已成为一个研究热点,各国科学家也正脑洞大开地解决之一难题。康国华科普道,比如飞爪飞网等,飞爪是通过刚性的方式,伸出机械臂抓取太空垃圾,带离轨道;而飞网是一种柔性的方式,发射一艘载有飞网捕获系统的太空拖船,发现并接近太空垃圾后,这张柔性绳索编制的大型飞网将裹走垃圾拖离太空的高速公路。各种空间碎片清理的工作和项目也被提上日程。欧洲航天局与清洁太空公司今年签订合同,将在2025年发射世界上第一颗太空垃圾清洁卫星——清洁太空一号,清理太空中的垃圾。如今,保持空间环境清洁,已经成了所有负责任航天大国的共识。根据国际公约要求,所有入轨航天器都要自带离轨措施,即达到运行寿命或失效时自动驶离太空,坠毁在大气层。 尽管这种预防措施,受太空环境、寿命周期等种种制约,实现起来并不太容易。但趁着太空的高速公路还没有拥堵的时候,一方面降低航天器成为太空垃圾的可能性;另一方面,太空垃圾清道夫技术的进步,我们就能在航天事业发展的同时,还太空一片清澈。扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

(责任编辑:知识)

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