在太空中捕捉最危险的事情

超过8000吨危险的空间碎片轨道地球。我们可以在为时已晚之前清理空间吗?

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空间碎片是我们周围的,绕着地球以每小时高达17,500英里的速度 - 大约10倍子弹的速度。随着探索性任务的数量和我们对卫星的依赖,随着时间的推移,也有与流氓碎片碰撞的风险。

之前的事故导致了数千块额外的太空污染碎片的散射,其中许多碎片太小而无法追踪。随着如此多的垃圾充斥着地球的轨道圈,科学家们警告说,如果我们不尽快采取行动,地球的某些部分将不再可用。

什么是空间碎片?

空间碎片是人类在太空中制造的一种不存在的物体。大到足以被追踪的例子包括退役的卫星、废弃的航天器和火箭解体的碎片。

美国国家航空航天局估计,目前在轨道上运行的垃圾超过50万个,体积比大理石还大。但也有大量的碰撞和爆炸造成的碎片,大小不到10厘米。

那么,总共有多少太空垃圾呢?我们不能确切知道,但美国太空监视网络估计2019年1月,超过1.28亿块碎片(小于一厘米)围绕地球运行。当以每小时17500英里的速度飞行时,即使是一块油漆碎片也会造成严重损害,危及宇航员的生命和功能性空间物体的安全轨道。

多于500自1957年首次推出,碰撞,分手和爆炸已经发生在太空中。最着名的是铱星33碰撞2009年与俄罗斯卫星有缺陷的卫星。未来碰撞的风险只是在增长。

空间碎片解决方案

在美国具体来说,空间碎片是追踪由空军操作的空间监视网络。SSN在世界各地的不同地点都有光学和雷达传感器,可以确定比垒球大的碎片的位置。

美国空军联合空间操作中心一直保持着轨道上空间碎片的记录,并与其他国家共享这些信息。有点类似于空中交通管制,JSpOC通知操作员潜在的迎面而来的碰撞。

同时,联邦通信委员会负责实施空间碎片的监管措施。去年,FCC.投票要求从卫星运营商提供额外的安全披露,例如量化碰撞的风险以及在处理航天器处置成功的可能性。

这些机构共同努力,帮助保护价值数十亿美元的太空设备,尤其是国际空间站。国际空间站已经不得不改变航向有几次避免空间碎片,这是解决问题的一种方法,尽管是短期的。更可持续的解决方案包括使用激光、渔网、鱼叉和远程控制车辆来清除太空垃圾从轨道上。

被提议的激光方法包括地面激光“扫把”,可以蒸发并摧毁太空碎片。这将通过一个被称为消融的过程来实现,在这个过程中,通过加热物体的一侧足够长时间来改变其轨道,碎片将被清除出碰撞路径。随着热量的持续作用,这些碎片撞击地球大气层并在那里燃烧。

在最近的测试中,需要在太空中执行任务的鱼叉的使用显示出了希望。空中客车公司在英国的工程师开发了一种笔大小的钛棒,成功地从宇宙飞船上发射,并将其连接到目标上RemoveDEBRIS项目。一旦附着在一块碎片上,希望是设备及其目标将在大气中燃烧。

类似地,日本航空宇宙研究开发机构(Japanese Aerospace Exploration Agency)发射了一个“太空网”,以测试其收集和销毁碎片的能力。当时的想法是,这个由铝和钢制成的网,会像磁铁一样吸引碎片,然后把它们拉到地球的大气层中2017年实验失败。尽管结果不成功,但欧洲航天局等其他组织仍在努力开发网站技术。

但科学家们对部署的远程控制车辆的前景尤为兴奋,以收集更大的空间垃圾。即将到来的使命,称为清除空间-1,是指导收费。

清理空间的使命

随着空间迅速成为人类最大的垃圾场,一群工程师正在转向使用远程控制的车辆来缓解。ClearSpace-1将尝试删除可能导致碰撞的更大的空间碎片,从而产生更加不可追踪的碎片。

“大多数小碎片实际上是由大碎片碎片破碎事件造成的,”Luc Piguet,首席执行官和联合创始人清除空间解释说。“这意味着,如果你移走了一大块碎片,你就移走了数千块潜在的碎片。”

特派团的重点是捕获和删除辅助有效载荷适配器,称为Vespa,其留在轨道上维加火箭2013年。通过与欧洲空间机构的伙伴关系,他们希望在2025年到2025年实现这一目标,但它并不像听起来那么容易。

“最棘手的部分 - 将是捕获 - 将自动完成,”穆里尔理查德 - 诺卡说清除空间。“您正在尝试捕获的对象(是)翻滚......所以您需要认识到翻滚是什么,这样您就决定执行机动以将动作与对象的速度相匹配。”

一旦机器人航天器与其目标对齐,它将使用爪状臂捕捉Vespa并将其携带到地球的大气层。这项单一任务将超过1亿美元。虽然机动将在太空碎片拆除中向前迈出巨大的一步,但清除空间团队认为这只是一个开始。

“直到我们实际证明,捕捉在太空中没有合作的物体是可行的,仍然存在疑问,”Richard-Noca说。“所以,真的,我们在这里推的是边界。”

在许多方面,我们仍然在我们对空间探索的开始。并且有可能太空旅游乃至殖民化在地平线上,我们的野心铰接着我们首先清除道路的能力。

“时钟正在滴答,”仔猪说。“问题是,我们可以向世界各地和未来几代人提供什么样的贡献。”

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