把太空垃圾一網打盡 「清除碎片」計畫成功上路

by:徽徽
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近日,專門負責清除太空垃圾的「清除碎片」計畫成功上路,這個計畫中包含了一張大網子、一支大魚叉,還有最先進的視覺導航系統。

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圖為美國太空總署太空人阿諾,在地球上方拍攝的「清除碎片」衛星照片。

Photo: Ricky Arnold

7,500噸太空垃圾繞著地球跑

目前,共有高達 7,500噸繞著地球漂浮的太空垃圾,這些垃圾中含有舊火箭的碎片、從衛星上掉落的零件、一片片的油漆,甚至還有被太空人丟棄的工具。

對太空任務造成威脅

這些太空垃圾會和衛星或太空船對撞,對太空任務造成威脅,影響人們部署在太空的電信和環境監測系統。舉例來說,2016年,國際太空站(International Space Station,ISS)的窗戶就曾經因為遭到太空垃圾碰撞而產生小裂痕。

「清除碎片」衛星上路

為了解決太空垃圾的問題,由英國帶領的太空垃圾清運任務「清除碎片」(RemoveDebris)計畫在近日成功上路,從國際太空站發射的「清除碎片」衛星已經開始測試,希望其上搭載的科技有朝一日可以將軌道上的太空垃圾全部清除。

2016年,國際太空站的窗戶遭到太空垃圾撞擊而出現了小裂痕。

網子、魚叉、追蹤系統

在「清除碎片」衛星上,配有一張可以把垃圾拖走的大網子、一支每秒能以 20公尺速度發射、專叉垃圾的魚叉,還有視覺導航(Vision Based Navigation,VBN)系統,該系統可以用 2D攝影機和 3D光學雷達技術追蹤碎片。

施作簡單,成本較低

與其他方法相比,「清除碎片」計畫因為施作簡單,成本自然也較低。其他成本較高的清運太空垃圾計畫包含使用機器手臂去撿垃圾。

重達100公斤的衛星

目前,這顆重達 100公斤的「清除碎片」衛星是參與計畫的太空公司NanoRacks在國際太空站釋放過最大的衛星。美國太空總署太空人阿諾(Ricky Arnold)則成功捕捉到「清除碎片」衛星飛行的狀況。

圖為工作人員在國際太空站釋放「清除碎片」衛星的模樣,這顆重達 100公斤的「清除碎片」衛星是太空公司NanoRacks在國際太空站釋放過最大的衛星。

超過五億台幣的計畫

雖然「清除碎片」計畫是由英國薩里大學的薩里太空中心負責,並且由薩里衛星科技公司負責組裝衛星,但其上運用到的技術有賴跨歐洲單位幫忙,歐盟執委會則拿出了 1,500萬歐元(折台幣約 5億4,090萬元)資助這項計畫。

今年十月先測試拖網

在「清除碎片」計畫規劃的時程下,任務衛星會先在十月測試能把垃圾一網打盡的網子,十二月則測試VBN系統,而最受人矚目的魚叉在明年二月前都還不會進行測試。

明年三月脫軌

而在明年三月計畫結束後,「清除碎片」衛星會利用海錨來脫軌並重新進入地球大氣層,到時「清除碎片」衛星就會被燃燒殆盡,不過,實驗數據早就經由攝影機傳輸回地球。有了海錨的「清除碎片」衛星脫軌只需要大約八周,如果沒有海錨的話,要脫軌得花超過 2.5年。

在空中巴士公布的這張圖中,詳細描繪了「清除碎片」衛星上搭載的科技,其中由左到右包含測試用的碎片、網子、魚叉和海錨。

終於等到這一天

薩里太空中心負責人艾里耶提(Guglielmo Aglietti)說:「在將近五年的開發後,我們終於可以開始實地測試這個令人超級興奮的技術。」

「如果測試成功,『清除碎片』計畫中運用的技術就能在不久的將來運用在其他任務中。」

處理太空垃圾的最前線

有參與計畫的空中巴士太空系統(Airbus Space Systems)負責人喬姆西(Nicolas Chamussy)表示:「我們花了許多年在研發創新的清除碎片系統,在最前線處理日益嚴重的太空垃圾問題,好為了下一代對聯合國永續發展目標有所貢獻。」

「我們會繼續和全球的團隊緊密合作,運用我們的專長幫忙處理這個問題。」


延伸閱讀:《宇宙垃圾飛向地球 科學家:我們不會有事
南太平洋的太空船墳場 就在台灣另一端

參考資料:
01 RemoveDebris: Mission to clear a huge mess above Earth
02 Interstellar tidy-up: ISS deploys craft with giant harpoon to collect space junk
03 Space junk removal test begins as ISS deploys RemoveDEBRIS