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歐空局簽下了世界第一個太空垃圾清除任務,花費約6.8億人民幣

由 NASA愛好者 發表于 遊戲2022-07-09
簡介也就是說,ClearSpace將在2025年啟動第一個主動清除太空垃圾的任務,即“清潔太空-1”任務(ClearSpace-1),該任務將與織女星二級有效載荷介面卡(Vega Secondary Payload Adapter,Vespa)

太空殺太空幣怎麼獲得

歐空局簽下了世界第一個太空垃圾清除任務,花費約6.8億人民幣

2025年,第一個主動清除太空垃圾的任務,“清潔太空-1”任務,將與織女星二級有效載荷介面卡的上半部分會合,將其捕獲然後再拖帶重新進入地球大氣,這塊活動的太空垃圾是歐洲織女星運載火箭的一部分,在2013年織女星運載火箭的第二次飛行之後遺留在了太空之中,位於大約800千米×660千米的高空逐漸報廢軌道中。“清潔太空-1”任務將遵從減少太空垃圾的規定,使用ESA開發的機械臂技術捕獲Vespa,然後有控制地重返地球大氣。

圖片來源:ClearSpace SA

歐洲空間局(ESA)與瑞士初創公司ClearSpace SA領導的工業團隊於12月1日簽署了一項價值8600萬歐元(約合6。8億人民幣)的合同,用來購買一項獨特的服務:首次從軌道上清理掉一個太空垃圾。

也就是說,ClearSpace將在2025年啟動第一個主動清除太空垃圾的任務,即“清潔太空-1”任務(ClearSpace-1),該任務將與織女星二級有效載荷介面卡(Vega Secondary Payload Adapter,Vespa)的上半部分會合,將其捕獲然後再拖帶重新進入地球大氣,這塊活動的太空垃圾是歐洲織女星運載火箭(Vega)的一部分,在2013年織女星運載火箭的第二次飛行之後遺留在了太空之中,位於大約801千米×664千米的高空逐漸報廢軌道(disposal orbit)中,“清潔太空-1”任務將遵從減少太空垃圾的規定。

歐空局簽下了世界第一個太空垃圾清除任務,花費約6.8億人民幣

“清潔太空-1”任務捕獲Vespa的概念圖

圖片來源:ClearSpace SA

相比直接採購並執行整個任務,ESA這次選擇的是一種新的業務開展途徑:為服務合同買單。這是ESA在太空中建立新商業領域的第一步。

ESA僅對這次初始任務進行了部分購買,ClearSpace公司本身還將透過其他商業投資者募集餘下的任務費用,除此之外,ESA也為任務的關鍵飛行技術提供了支援,透過主動垃圾清除/在軌檢修(Active Debris Removal / In-Orbit Servicing,ADRIOS)計劃,發展成該機構主動清潔太空專案的一部分。

其中包括先進的制導、導航和控制系統,以及基於視覺的人工智慧(AI),這使得“追捕”衛星可以自主、安全地靠近目標,並使用機械臂實現捕獲。

挑戰未來將要面對的難題

歐空局簽下了世界第一個太空垃圾清除任務,花費約6.8億人民幣

捕獲目標:織女星二級有效載荷介面卡的上部

圖片來源:ESA /法國國家空間研究中心(CNES)/阿麗亞娜空間公司(Arianespace)/蓋亞那航天中心的光學影片部(Optique Video du CSG)

ESA總幹事揚·沃納(Jan Wrner)解釋說:“考慮到現在為止進行的所有軌道捕獲,它們的實現都是針對配合性的、完全受控的目標物體。”

“對於太空碎片垃圾,按照定義,這樣的控制是不可能存在的:相反,太空垃圾會漂移,通常還會隨機地翻滾。

“因此,首次捕獲和處理非配合性的太空物體,代表了一項極富挑戰性的成就。但是隨著衛星總數在未來十年中的迅速增長,定期清除對控制太空垃圾的數量變得至關重要,這麼做的目的是防止可能導致太空垃圾問題進一步惡化的一系列相互碰撞。”

地球周圍的太空正變得越來越擁擠,越來越多的衛星在到達它們的使用壽命後停駐在軌道中,而較高軌道中的衛星可以持續存在數百年甚至數千年之久;除此之外,棄置的火箭級如果沒被推入大氣層,也會成為太空垃圾的另一個主要源頭。這些無用的太空垃圾威脅著正常工作的衛星和宇航員,且危險性正日益增長。

ClearSpace的創始人兼執行長盧格·皮古特(Luc Piguet)評論說:“在軌道速度下,即使是一顆小小的螺絲釘也可能因撞擊受到爆炸般的衝擊力,而這是任務設計者所無法避免的。相反,我們須要透過主動清除太空垃圾來應對這種威脅。”

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地球的第一個太空垃圾清除任務

影片來源:ESA

字幕製作:哇喳

“我們的‘拖車’設計將用於清理關鍵的垃圾軌道,如若不然,這些軌道可能因太空垃圾的存在而無法供未來的任務所使用。‘拖車’設計將消除軌道所有者日益增加的風險威脅和不利條件,同時讓整個航天業受益。我們的目標是建立可負擔且可持續的在軌服務。”

ESA清潔太空辦公室(Clean Space Office)的負責人路易莎·伊諾森蒂(Luisa Innocenti)補充說:“具體計劃是,將這次開創性的太空垃圾捕獲任務作為基礎,發展出一個可重複進行的商業案例,不僅適用於全球負責任的參與者來清除太空垃圾,還適用於在軌維修:同樣的技術將能讓衛星進行在軌加油和維修,從而延長衛星的使用壽命。最終,我們預計這一趨勢將擴充套件到在軌組裝、製造和回收。”

歐洲工業引領太空垃圾清除

ClearSpace是一家分拆公司,由洛桑聯邦理工學院(cole Polytechnique Fédérale de Lausanne,EPFL)經驗豐富的太空垃圾研究組成員成立,目前正領導一支包括來自多個歐洲國家的公司在內的工業團隊,相應的資助將來自瑞士、捷克共和國、德國、瑞典、波蘭、英國、葡萄牙和羅馬尼亞的多個企業。

歐空局簽下了世界第一個太空垃圾清除任務,花費約6.8億人民幣

“清潔太空-1”任務準備與Vespa匯合

圖片來源:ClearSpace SA

“清潔太空-1”任務的捕獲目標Vespa質量為112千克,大小接近一顆小型衛星,相對簡單的形狀和堅固的結構讓它成為了首次捕獲的合適目標,後續任務將捕獲體型更大、更具挑戰性的目標物,最終將進行多目標捕獲。

“清潔太空-1”任務最初將被髮射到500 千米高的近地軌道,進行除錯和關鍵測試,然後上升到目標軌道,利用四重機械臂進行交會和捕獲,在ESA的監督下進行飛行。組合後的“太空機器人”追捕者和Vespa目標最終將脫離軌道,在大氣層中燃燒殆盡。

參考來源:

[1] https://www。esa。int/Safety_Security/ESA_purchases_world-first_debris_removal_mission_from_start-up

[2] https://www。sciencemag。org/news/2020/12/europe-plans-space-claw-capture-orbiting-junk

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