自1957年第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射以來,,人類送入地球軌道的衛(wèi)星已經(jīng)超過1.3萬顆,。人類太空活動蓬勃發(fā)展的同時(shí),留在軌道的空間碎片也在不斷增加,。據(jù)統(tǒng)計(jì),,目前被空間碎片監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)定期跟蹤和編目的碎片超過3.1萬個(gè),,而毫米級以上空間碎片總數(shù)更是多達(dá)上億個(gè),。相較于2006年的數(shù)據(jù),,以空間碎片為主的小尺寸空間物體密度已增加了約5倍。
如果把低地球軌道比作一條高速公路,,越來越多的空間碎片就好比留在路上的破損汽車,也叫太空垃圾,。它們主要來源于廢棄的衛(wèi)星,、飛行器及火箭的上面級,這些物體在解體,、爆炸和碰撞中會產(chǎn)生更小的碎片,。大部分空間碎片雖小,,卻有著20倍于子彈的運(yùn)行速度,給軌道上的交通帶來諸多風(fēng)險(xiǎn),。根據(jù)公開報(bào)道,,由于碎片撞擊而失效或異常的衛(wèi)星超過16顆,每年全球衛(wèi)星機(jī)動規(guī)避空間碎片的操作超過100次,,國際空間站為躲避空間碎片撞擊共進(jìn)行了29次機(jī)動規(guī)避,。
在遭遇垃圾擋道時(shí),衛(wèi)星運(yùn)行能否也像在高速公路上那樣呼叫“拖車服務(wù)”呢,?為了實(shí)現(xiàn)這一愿望,,世界航天大國都在積極開展空間碎片清除技術(shù)研究,提出了各自的清除方案,??偟膩砜从袃纱箢悾阂活愂墙佑|式,如機(jī)械臂抓捕,、安裝離軌裝置等,。第二類是非接觸式,如用激光或離子束等進(jìn)行推移,。兩類清除方式殊途同歸,,都是要讓碎片離開當(dāng)前軌道,進(jìn)入大氣層燒毀,。
當(dāng)前,,各類在軌試驗(yàn)在基本解決技術(shù)可行性的基礎(chǔ)上,對經(jīng)濟(jì)可行性的需求愈發(fā)迫切,。想象一下,,“拖車服務(wù)”的成本若是比衛(wèi)星遭撞擊風(fēng)險(xiǎn)帶來的損失還高,必然不會有吸引力,。2017年,,日本宇航局在所發(fā)布的太空碎片清除委托公告中,除了征集清除系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)方案,,還明確提出要征集商業(yè)化可行性方案,。
隨著更多航天技術(shù)公司加入這一賽道,空間碎片清除的商業(yè)圖景正逐漸顯現(xiàn),。日本天空完美公司表示,,將開發(fā)一顆用激光清除太空碎片的衛(wèi)星,計(jì)劃在2026年投入運(yùn)行,。歐洲航天局已出資8600萬歐元購買瑞士初創(chuàng)公司“清潔太空”的服務(wù),,計(jì)劃于2025年發(fā)射專門航天器,演示驗(yàn)證大型報(bào)廢衛(wèi)星移除技術(shù)。
空間碎片清除不僅是一種太空經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài),,還能帶動空間目標(biāo)捕獲,、高性能推進(jìn)與組合體控制等高新技術(shù)發(fā)展,為未來大規(guī)模利用太空奠定基礎(chǔ),。當(dāng)前,,中國也在大力發(fā)展相關(guān)技術(shù),并在《2021中國的航天》白皮書中將空間碎片清除列入太空經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài),,不斷培育和提升航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益,。未來,空間碎片清除市場價(jià)值將日益凸顯,,太空垃圾清掃公司也將成為航天產(chǎn)業(yè)鏈上的一個(gè)重要環(huán)節(jié),。