DEL:太空垃圾清除不顺利_Livenodes Token

太空时代的“公地悲剧”正在我们的鼻子底下展开，或者实际上是在我们的头顶上展开，关于如何制止它，尚无共识。半个多世纪以来，人类以越来越多的数量将物体扔入低地球轨道。而且，对于进一步发射进入这个日益拥挤的领域几乎没有什么有意义的限制，普遍的态度一直是允许的：在轨道上，似乎总还有一个空间。

在经历了数十年的高速混乱之后，以火箭级乏味，流浪的螺栓和油漆碎片，固体火箭发动机的炉渣，死的或垂死的卫星以及来自反卫星测试的零散碎片的形式—所有这些都可以单独进行破坏或破坏其他资产-近地轨道最终将变得过于拥挤而无法舒适。现在，由于卫星“巨型星座”的崛起需要数以千计的航天器，例如SpaceX的Starlink，该问题有望变得更加严重。Starlink只是许多类似项目中的一个：来自OneWeb公司的另一个大型星座已经在部署中。亚马逊的Kuiper计划正在寻求在不久的将来创建一个多达3,200颗卫星的巨型星座。

随着交通拥堵的加剧，轨道资产之间的呼声也越来越高。例如，国际空间站会定期调整其轨道，以避免可能产生危险的碎片。更糟糕的是，全面碰撞的威胁呈上升趋势，产生危险的垃圾，加剧了本已糟糕的局势。考虑一下2009年2月俄罗斯一颗死掉的宇宙卫星与一架商业Iridium航天器之间的撞车事件，该航天器产生了大量碎片。

美国宇航局轨道碎片研究高级科学家唐纳德·凯斯勒说，寻找消除至少部分太空垃圾的方法应该是全球头等大事。在1970年代后期，他预言了一种被称为凯斯勒综合症的可能性：随着太空垃圾密度的增加，会产生级联的，自我维持的失控周期的碎屑生成碰撞，最终可能导致低地球轨道太危险而无法支持大多数太空活动。

凯斯勒说：“社区内部已经达成共识，碎片环境已经达到了一个'临界点'，即使所有发射都停止了，碎片也会继续增加。”“铱星-宇宙型碰撞需要引起所有人的注意。这就是归结为……。我们早该发生这样的事情了。”

至于凯斯勒综合症，“它已经开始”，碎片专家说。凯斯勒补充说：“一直都有碰撞发生-不太剧烈，而且规模不大。”

向上和向外

凯斯勒的噩梦场景不遗余力地修补残骸：蚊帐，激光冲击，鱼叉，巨型泡沫球，一团空气，系绳和太阳帆，以及收集垃圾的机器人手臂和触手，都被认为是可行的。解决我们的轨道垃圾的解决方案。

刚刚着手解决这一令人担忧的状况的新进入者是刚刚发起的“天文规模示威”生命终止服务任务。ELSA-d是由日本卫星服务公司Astroscale研制的两颗卫星：它由旨在安全清除轨道上的碎片的“服务”卫星和作为目标物体的“客户”卫星组成。该项目旨在展示一种磁性系统，该系统可以捕获稳定的甚至是翻滚的物体，无论是在轨道上进行处置还是维修。按照多阶段测试计划，服务人员和客户随后将一起旋转，在其猛烈地跌入地球大气层时解体。

ELSA-d现在正在地球轨道上盘旋。该任务于3月22日通过俄罗斯联盟号火箭升空，该火箭将其他搭便车的卫星扔入太空。升空之后，Astroscale的创始人兼首席执行官NobuOkada表示，ELSA-d将证明碎片清除能力和“推动法规发展，并推动报废和主动碎片清除服务的商业案例。”他说，此次发射是朝着“为子孙后代谋求安全和可持续发展空间”迈出的一步。

尽管ELSA-d及其同类技术的演示无疑是清除轨道碎片的积极进展，但不应将它们误认为万能药。尽管这些任务取得了微不足道的成就，但它们仍未能解决当前的动态困境，而且太空垃圾的扩散基本上没有减弱。

一刀切的全能解决方案？

“从我的角度来看，处理空间碎片的最佳解决方案不是一开始就产生”，CelesTrak的科学家TSKelso说。像任何环境问题一样，与以后进行清理相比，防止污染更容易且成本更低。他们完成任务后，不要再将它们留在轨道上了。”

凯尔索说，对于太空垃圾问题，根本没有“万能的解决方案”。他观察到，与大型物体的等效质量相比，在大型轨道上移走大型火箭弹体是一项截然不同的任务。同时，SpaceX等公司的创新技术正在极大地降低发射成本，为更多的卫星打开进入低地球轨道的闸门，那里的一些卫星将不可避免地发生故障并成为漂移，碎片产生的危险。“许多操作员开始理解继续躲避越来越多的碎片的困难和复杂性。”

弗林德斯大学的太空考古学家兼太空垃圾专家爱丽丝·高曼说，太空垃圾的范围从纳米粒子到整个航天器，例如欧洲航天局的Envisat，它是双层巴士的大小，在每个人的杀伤力清单中位居首位。在澳大利亚。

还有其他一些物体，例如：旋转式砝码，它们是金属的实心块；而热毯，它们的纸质很薄。“它们会造成不同类型的损害，并且可能需要不同的消除策略。没有办法，一个一个一刀切式的方法要做到这一点，”戈尔曼说。

她说，最严重的风险来自大小在1至10厘米之间的碎屑颗粒。戈尔曼说：“它们比完全消失的航天器要多得多，发生碰撞的可能性也更大。”“尽管这种大小的碎片可能不会造成灾难性的破坏，但与之碰撞肯定会损坏正在工作的卫星并产生新的碎片粒子。”

戈尔曼将注意力转移到巨型卫星上，担心它们在已经拥挤的低地球轨道环境中的影响。她说：“我们也知道轨道动力学是不可预测的。”“随着越来越多的卫星发射，我希望看到其中一些巨型星座运营商发布其长期的碰撞模型。”

戈尔曼说，毫无疑问，主动清除轨道碎片在技术上具有挑战性。她说：“但是，最大的问题是，任何能够清除现有碎片的成功技术也都可以用作反卫星武器。”“这是蠕虫的另一全盘蠕虫，它们需要外交和谈判，最重要的是，它需要国际上的信任。”

佐治亚理工学院萨姆·努恩国际事务学院副教授玛丽尔·鲍罗维兹说，确实，近年来，使航天器在轨道上处于舒适状态并进行维修或破坏的能力引起了军事计划人员的极大兴趣。她说：“这些迅速发展的技术具有用于和平太空活动或太空战争的潜力。”“鉴于其功能的双重用途，不可能事先确定在任何一天如何使用它们。”

占用空间

目前，根据德克萨斯大学奥斯汀分校的轨道碎片专家MoribaJah的说法，清除空间碎片的商业案例尚无法实现货币化，它比真实的市场更像是“PowerPoint演讲”。

贾赫说：“我认为人们希望政府从根本上了解一些常识，以帮助建立和建立一个行业参与此类活动的市场。”为了做到这一点，他认为航天国家必须同意近地空间是一个像土地，空气和海洋一样的生态系统。他说：“这不是无限的，因此我们需要环境保护。”

贾考虑到类似于碳足迹的空间可持续性指标。他说：“我们称其为'太空交通'足迹。”“我们需要一种方法来量化'轨道高速公路'在什么时候饱和交通，以使其无法使用。然后，您可以为对象分配赏金，并讨论非自愿清除碎屑的问题。可能会对占用轨道能力的死资产的主权拥有者造成惩罚。这肯定会创造一个市场，空间物体去除技术可以蓬勃发展。”

还需要一种空间物体的分类方案。贾赫说，有了这样的分类法，将有助于理清去除不同轨道杂乱谱系所需的技术类型。

至于大局，贾赫说这是一个简单的数字游戏：发射速度超过了空间物体重新进入地球大气层的速度。他补充说：“这不是一种很好的能量平衡。”

贾哈说，可惜政策制定者对这个问题的反应仍然迟钝。毕竟，尽管诸如2009年宇宙与铱碰撞之类的事件会产生大量碎片，但就目前而言，它们仍然十分罕见。

“在我看来，2009年的撞车事故相当于泰坦尼克号上的乘客从冰山上撞了出来，然后甲板上有一支乐队在演奏，”贾赫说。“就危险的轨道碎片而言，事情已经以有害的方式发生，因为我们没有改变自己的行为。”

伦纳德·戴维

伦纳德·大卫是一位资深太空记者，也是《国家地理》于2019年5月出版的《月亮奔跑：新太空竞赛》的作者

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