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来源：漫步宇宙 随着时间的推移，太空垃圾问题愈演愈烈。这些垃圾漂浮在低地球轨道，对国际空间站和未来的太空发射构成威胁。为了解决这个问题，科学家开始探索一系列太空垃圾清理技术，其中包括捕网、拖帆和捕叉。日前，他们成功完成一项测试，让轨道中的“碎片清除”卫星发射捕网，猎捕一个充当目标的立方体卫星。 9月16日，“碎片清除”卫星发射捕网，猎捕附近一个充当太空垃圾的目标。这是科学家首次测试太空垃圾清理技术 作为欧洲“碎片清除”任务的一部分，科学家于9月16日首次在轨道中测试太空垃圾清理技术。测试中，一颗“碎片清除”卫星发射捕网，猎捕附近一个充当垃圾的目标。这个目标并非真正的太空垃圾，而是一颗10×10×20厘米的立方体卫星，由“碎片清除”卫星释放。 “碎片清除”任务首席研究员、英国萨里大学萨里太空中心主管古列尔莫·阿戈利蒂表示：“整个测试过程进行的非常顺利。捕网顺利发射并猎捕充当目标的立方体卫星。在与‘碎片清除’卫星取得联系后，我们开始下载数据，大概需要几周时间。从目前掌握的情况来看，一切环节均堪称完美。” 艺术概念图，地球周围密密麻麻的卫星 “碎片清除”卫星的个头与一台冰箱差不多，由萨里卫星技术公司（SSTL）和萨里太空中心组装。它是萨里大学、空客和其它几家欧洲公司合作的“碎片清除”任务的一部分。在设计上，这种卫星用于在轨道中验证太空垃圾清理技术。除了捕网，它还配备了一个小捕叉、一个视觉跟踪系统和一个拖帆。 捕网试验是“碎片清除”任务的第一项测试。测试中，“碎片清除”卫星首先释放立方体卫星，作为猎捕目标。在漂出大约6米后，立方体卫星释放一个1米宽的充气结构，让体积达到与真正的太空垃圾相当的程度。随后，“碎片清除”卫星利用一个弹簧装置发射捕网。阿戈利蒂表示整个过程预先编程，历时大约2到3分钟。 捕网艺术概念图 他在接受太空网采访时说“碎片清除”任务组不能拿真正的太空垃圾进行测试，因为国际法将报废的卫星视为发射者的财产，猎捕他人的太空碎片是一种违法行为。 “碎片清除”任务的捕网由空客设计。空客“碎片清除”项目负责人伊格·勒塔特表示他们利用抛物线飞行进行了长达6年的测试。抛物线飞行借助特制的落塔和真空舱。工程师通过不断测试积累信心，最终将这项技术用于太空。他说：“我们的工程师和技术人员团队完成了一项令人惊异的工作，让我们在清理低地球轨道太空垃圾的道路上又往前迈进一步。” 地球周围的太空垃圾 随着进入低地球轨道的飞船和卫星数量的增多，科学家对研发主动太空垃圾清除技术的兴趣不断高涨。专家们表示报废卫星或者火箭的碎片威胁轨道内新卫星的安全，哪怕是一块很小的太空垃圾，一旦发生撞击也足以摧毁一颗卫星。 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的川本聪美在2017年的一场会议上指出，每年需要从低地球轨道清理掉100多块垃圾才能防止所谓的凯斯勒综合症。凯斯勒综合症是上世纪70年代美国宇航局科学家唐纳德·凯斯勒提出的理论。该理论指出在太空垃圾过于密集的情况下，一颗卫星偏离轨道或者遭到流星撞击时会产生连锁反应，进而导致大量卫星被毁，变成太空垃圾，对国际空间站等航天器的安全构成威胁。 6月20日从国际空间站释放的垃圾清理卫星 太空垃圾捕网采用超轻聚乙烯材料大力马线——这种材料主要用于制造登山绳索——完全张开时的宽度可达到5米。勒塔特表示捕网装有6个配重，以确保完全打开。“这些配重实际上是小型电机，除了帮助捕网张开，还用于闭合捕网，以牢牢锁住太空垃圾。捕网系统还装有计时器，一旦部署便进入倒计时，最后自动收紧，防止‘猎物’逃脱。” 在实际操作中，捕网通过系索与“碎片清理”卫星相连。捕到垃圾后，卫星会点燃发动机，将垃圾拖入地球大气层，让垃圾燃烧殆尽。 拖帆艺术概念图 此次测试中，工程师并没有使用系索，因为系索会导致一些意想不到的情况发生，例如目标回弹并撞击“碎片清理”卫星。按照计划，“碎片清理”卫星还将进行三项测试。阿戈利蒂指出被捕网包裹的立方体卫星和会随着时间推移脱离轨道，其在轨道的逗留时间不超过一年。 4月，“碎片清理”卫星被送上国际空间站。6月，宇航员从空间站释放这种卫星。这项任务由欧盟资助，耗资1870万美元。在随后的测试中，科学家将验证一种视觉导航系统，在设计上用于追踪和分析太空碎片。 捕叉击中目标 2019年初，“碎片清理”卫星将测试空客牵头研发的一项主动清理技术——一款钢笔大小的捕叉。由于法律方面的原因，捕叉并不会拿真实卫星开刀，而是母星伸出一条机械臂，在末端放置一个目标，测试捕叉猎捕目标的精准度。捕叉的尾部系有绳索，发射速度达到每秒20米。 2019年3月，“碎片清理”任务将部署拖帆，在设计上用于提高卫星的空气阻力。拖帆将与地球外层大气中的空气分子相撞，逐渐降低卫星轨道，直至进入更浓密的大气层并燃烧殆尽。通过这种方式，卫星在清除太空垃圾的同时并不会制造新的垃圾。 |
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