预先知道太空垃圾的位置与速度 , 算出它未来的轨道 , 并通知有可能与之相撞的航天器改变轨道规避 , 这只是消除太空垃圾的治标之策 。 要根除太空垃圾 , 还需从垃圾本身入手 。
焚烧处理是一种比较常用的解决方案 。 实际上 , 大部分碎片的公转速度都会减慢 , 在几天或几年后坠落 , 并在大气层中烧毁 。 其中 , 有些物体则是人类故意让它在地球大气层中烧毁的 。 不过 , 为了以防万一 , 它们掉落的地点也都对准了海洋 , 从而避免掉落在人口稠密的地方 。 另一种解决办法是将废弃的人造卫星发射到一条更高的轨道上 , 在这条所谓的“公墓轨道”上 , 运行的航天器寥寥无几 , 因此发生撞击的可能性也大大降低 。
清除与回收太空垃圾的方法还有“激光扫帚” , 即用激光产生的光压推开微小碎片 , 或用热量气化太空碎片 , 这种方法适合直径1至10厘米的太空垃圾 。 阿瑟·克拉克在1979年出版的科幻小说《天堂喷泉》就描写了这样的场景——人们展开大清扫行动 , 用装备有高能量激光的太空堡垒扫荡天空 , 用激光炮将所有垃圾蒸发 。
另外 , 清除与回收太空垃圾的“太空垃圾网”是用高强度纤维编织的大网拦截太空碎片 。 美国一家航天技术公司建议开发一种名为“太空牧羊犬”的装置 , 把太空垃圾逐个清出轨道 。 太阳能飞船上装备有数个“牧羊犬”——放飞到碎片附近的小型飞船 , “牧羊犬”围绕太空垃圾飞行并寻找合适的对接点 , 一旦连接在一起 , 就把垃圾一起拖回大气层 。 每次小飞船都可以捕捉相当于自身质量数倍的太空垃圾 。 这听起来就像用牧羊犬围拢羊群一样简单 。
这种办法类似于给太空垃圾插上“翅膀” 。 2010年3月 , 英国萨里大学的科学家公布了“立方帆”的设计 , 其展开后会形成一块5米×5米的塑料薄膜 , 它将单独发射并在地面人员的引导下利用自身的动力靠近太空垃圾 。 一旦和太空垃圾对接 , 它就会张开帆 , 把太空垃圾拖离轨道 , 坠向地面 。
“机器清洁工”则是用带有机械臂的机动卫星来捕获太空碎片 。 王晋康在短篇科幻小说《太空清道夫》中也描写了驾驶“太空清道车”回收太空垃圾的宇航员形象 。 在小说中 , 由于人类频繁的太空活动 , 产生了越来越多的太空垃圾 。 这些太空垃圾 , 如果不做适当处理 , 人类最终很可能无法进行安全的太空飞行 。 因而 , 清理太空垃圾的太空清道夫几乎可以说是一种必然出现在未来的新职业 。
一些太空环保主义者想得更远 , 约翰逊航天中心的轨道碎片首席科学家尼古拉斯·约翰逊认为 , 重返月球之前首先要考虑月球周围的太空垃圾 。 这些围绕月球运转的碎片会对未来的无人探月计划和载人登月计划构成威胁 。 它们都是以往人类进行月球探测的副产品 , 由各种航天器的碎片构成 。
由于月球引力场不均匀 , 这些碎片垃圾有可能冲出本来的轨道 , 以每小时5000英里的速度撞向月球表面 , 这不但会对登月宇航员的安全构成威胁 , 也可能破坏具有历史纪念意义的阿波罗飞船着陆点 。
太空垃圾清理产业正兴起
随着太空垃圾清理技术一同发展的 , 还有太空垃圾清理产业 。 近年来 , 太空垃圾清理相关企业正在陆续出现 。
2019年 , 瑞士的航太新创企业兼代表性的太空垃圾清理技术开发企业Clear Space与欧洲太空总署签订了一份超过1亿美元的太空垃圾回收合约 。 2025年 , Clear Space或将成为世界上第一家太空垃圾清理企业 。
Clear Space-1将会利用带有四只机械臂的机器人卫星清理太空垃级 。 当机器人卫星进人轨道 。 感测器会感测并接近太空垃圾 , 接着用四只机棫臂将其包住后朝地球坠落 , 机器人和残骸进人大气层后会因摩擦热而烧毁 。
日本也正在太空垃圾处理产业崭露头角 。 太空垃圾清理企业Astroscale开发出了一种会在发射机器人卫星并利用黏着剂黏住太空垃圾后 , 返回大气层的方式 。 截至目前为止 , Astroscale共获得了210亿日元的投资 , 其目标是在2023年左右将这项服务商业化 。 2021年3月 , Astroscale把负责回收太空残骸的卫星ELSA-d装在俄罗斯的联盟号火箭上后 , 将其送入了地球低轨道 。
俄罗斯航天企业StartRocket也正在开发一种利用“泡沫碎片捕手”技术回收太空垃圾的卫星 , 其目标为最快在2023年发射这个卫星 。 这个圆柱体卫星会在有许多太空垃圾的地方释放出具有黏性的聚合物泡沫 , 黏住垃圾的碎片 , 然后将其抛入地球的大气层中 , 利用摩擦热使其燃烧 。
推荐阅读
- 俄罗斯正在研发新型激光器,可以让卫星“闪瞎”!到底有多厉害?
- 异质空间建构:平行宇宙电影,意识空间电影,意识空间电影
- 银河系正带着地球以216万km/h狂奔,最后的终点在哪?
- 小时候看的星星去哪了?为什么现在越来越难看见星星了?
- 史前造月被科学证明是正确的?月球起源或超乎人类想象
- 亲嘴的流行,可能造成如今37亿人病毒感染
- 仅工作了28天,却飞行了半个世纪,东方红一号为何没有坠入大气层
- 1974年“鸡冠龙”被当成蟒蛇打死,专家:失去解开千古之谜的机会
- 用于微/纳米尺度三维制造的双光子光刻: 综述(1)