据空间新闻网站2015年4月18日报道,在日本理化学研究所的带领下,国际科学家团队正在研究一种准确、快速且低成本的跟踪并清除轨道空间碎片的方法。
研究团队结合使用超广角视场“极限宇宙天文台望远镜”(EUSO)采集的数据和一个高效激光系统,通过激光系统射出的高功率光束来清除目标。该团队有信心在低地球轨道清除危险碎片。强激光束聚焦在目标上时,会产生高速等离子体消融效应并降低目标的轨道速度,使目标发生偏转并再入地球大气层。
团队正计划在国际空间站上,使用20厘米的缩小版EUSO望远镜和包含100根光纤的激光器进行一个小型概念验证试验。研究团队领导Toshikazu Ebisuzaki表示,如果该试验进展顺利,其团队计划在国际空间站上安装一个全尺寸的系统,由3米的望远镜和包含1万根光纤的激光器组成,从而能在约100千米的射程内,使空间碎片脱离轨道。
这些仪器结合使用,能跟踪并使尺寸约为1厘米的最危险的空间碎片脱离轨道。当以28160千米/小时的速度运行时,即使是1厘米大小的螺母也能在撞击时产生一枚手榴弹的力量。
EUSO望远镜由日本理化学研究所研发,最初计划探测由超高能量的宇宙射线发出并在夜间进入大气层的紫外光。在晨昏时间,由于EUSO的宽视场和强大的光学器件,该望远镜可用于探测国际空间站附近高速轨道碎片。CAN激光器最初研发用于驱动粒子加速器,能产生强大的高重复率激光脉冲。
作为“欧洲脱轨”任务的一部分,欧洲航天局也在测试使用“渔网”技术捕获空间垃圾的方法,该技术计划在2021年部署。
包括各种人造物体残骸在内的空间碎片通常难以捕获,它们在不同轨道绕地球运行。自2000年以来,这些由废弃卫星和火箭部件产生的空间碎片在数量上几乎已经加倍,并对空间任务造成巨大风险。其中许多空间碎片是当前空间垃圾碰撞的结果。
根据NASA,绕地运行的不同尺寸的空间垃圾约有50万个。以它们的运行速度,即使一滴微小的漆也能损坏其他卫星和空间装备。地球轨道上有将近1.7万个空间物体的尺寸大于一只咖啡杯。
俄罗斯“宇宙”卫星曾与一颗“铱星”碰撞并产生了大量空间碎片。2014年,国际空间站侥幸躲过俄罗斯轨道残骸的撞击。
高度为800~1000千米的极地轨道面临着最大的挑战,这些轨道上有大量自太空时代初期以来发射的卫星所产生的空间碎片。
在多伦多的一次宇航大会上,专家对无视在25年后脱离轨道的规定而发射的大量立方体卫星或微卫星表示担心。它们已造成36万多起与其他在轨物体几近相撞的事件,这些卫星由于尺寸非常小,没有被地面雷达探测到。(冯云皓 编译)
日本牵头研发快速低成本的空间碎片清除技术
发布日期: 2015-04-22
信息来源: 中国载人航天工程网
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