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2018-11-22 02:31:10

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  新兴航企瞄准在轨服务市场:修复停运卫星 清除太空垃圾

  参考消息网11月20日报道英媒称,想象一下,在一个机场,成千上万架耗尽了燃料的飞机被遗弃在停机坪上。而这正是几十年来绕地球运行的卫星所出现的情况。

  据英国科学新闻网站11月17日报道,在耗尽燃料后,卫星无法再维持精准的轨道,这样一来,即便它们的硬件仍然完好无损,也失去了价值。

  SSL公司负责太空基础设施和民用太空事务的副总裁阿尔?塔德罗斯本月在华盛顿举行的一次会议上说:“这实际上白白扔掉了数以亿计的资金。”参加该会议的均为在轨维修这一新兴领域的关键企业。

  报道称,近年来,新的航天企业创立,它们试图延长卫星的寿命,因为预感到许多客户会发现这比重新发射新卫星更划算。

  到2021年,作为其地球同步卫星机器人维修计划的内容之一,SSL公司将发射一个飞行器,能够在距地球约3.6万公里的静止轨道上维修二三十颗卫星。该区域目前约有500颗运行中的卫星,大多数应用于电信领域。SSL的飞行器将能够贴近卫星以实施检查,补充燃料,甚至可能进行维修或更换零部件,然后将其送入正确的轨道。

  塔德罗斯说:“从财务的角度讲,这是一个非常非常大的机会。”

  

  运营着50颗地球同步卫星的电信巨头国际通信卫星组织选择了另一种方案,与美国诺思罗普-格鲁曼公司旗下航天后勤公司就MEV签署了一项合同,用航天后勤公司副总裁肯?李的话说,MEV是很像“拖车”的一种“非常简单的系统”。

  这种航天器在2019年发射升空后,将附着在一颗出现故障的卫星上,让其重归正确轨道并保持在轨飞行。

  在轨维修还有助于应对太空垃圾日益增加这一棘手问题。在美国军方统计的2.3万个太空物体中,只有1900颗是正常运转的卫星。其余物体以大约每小时两万到三万公里的速度移动,其中包括近3000颗停运的卫星、2000个火箭残骸(如二级火箭),以及成千上万的碎片。

  目前还没有找到针对小规模太空垃圾的短期解决办法,不过一些公司希望能够将失效卫星移出轨道。

  法国国家太空研究中心负责太空安全事务的洛朗?弗朗西尤认为,自2008年以来,法国一直要求卫星运营商采取措施,通过编程让其航天器在25年内重新进入地球大气层并烧毁,从而实现“脱轨”。至于在静止轨道运行的卫星,它们的寿命终结方式是,前往距地球300公里以外的“墓地轨道”。弗朗西尤说:“我们正试图(在其他国家)倡导这些原则。”

  

  日本小公司Astroscale正在研发一种能靠近和捕获太空碎片与破损卫星的系统。虽然尚没有任何客户,但该公司运营总监克里斯?布莱克比预计,这项业务将“非常可行”,并计划在2020年进行试发射活动。

  空中客车公司计划于2023年建造未来的“空间拖船”,目的是捕获老旧卫星,并将其推至距地球200公里的高度以烧毁。

  太空垃圾的问题只会越来越严重。据美国卫星工业协会称,太空中的卫星数量在五年内增加了50%,而且还在持续增加。

  与此同时,关于有必要加强针对太空交通状况的国际监管从而避免意外事件并管控未来冲突的争论正在美国发酵。五角大楼技术研究机构国防部高级研究项目局战术技术处主任弗雷德?肯尼迪说,“我们不想看到像蛮荒西部那样的状态”,拥有一批军用卫星的美国正急于在地球以外树立良好的行为规范。

  

  英媒:网捕太空垃圾首测成功 有望终结太空垃圾灾难

  参考消息网9月21日报道英媒称,一张能够帮助终结太空垃圾灾难的大网成功进行了首次测试。

  据英国《每日邮报》网站9月19日报道,一台试验性“太空垃圾清理器”被用来回收地球上空轨道上的一个模拟太空垃圾包。

  这台清理器被称为“碎片清除器”,由美国太空探索技术公司4月发射的一枚经过飞行验证的“猎鹰9”号火箭运载升空。

  这台由英国萨里大学萨里太空中心建造的空间飞行器开始进行三个试验阶段中的第一个阶段试验,利用它的网抓取人为放置的模拟太空碎片目标。

  为了开发这种技术,研究团队花费了6年时间,在抛物线飞行、跌落塔和热真空室中对其进行测试。

  未来数月,“碎片清除器”将测试更多技术,包括一个基于视觉的导航系统,该系统使用照相机以及激光探测与测量技术分析和观察疑似太空碎片的物体。

  目前,有超过50万块可能具有危险性的太空碎片漂浮在地球上空。

  这些太空垃圾大小相当于弹球或更大,包括使用过的火箭推进器(碎片)或被宇航员遗忘的手套等东西。

  报道称,太空垃圾已经成为一个严重问题,可能摧毁关键的空间飞行器。

  根据美国国家航空航天局(NASA)的说法,有超过2万块太空碎片的体积大于垒球。

  NASA称,太空垃圾飞行速度可能极快,它们的高速度足以破坏一颗卫星或一枚火箭。

  NASA说:“以极快的速度飞行时,甚至微小的油漆颗粒都能损坏一个空间飞行器。”

  然而,科学家们能够用来清除太空垃圾的技术方法有限。

  磁铁或吸盘等材料通常无法在太空中发挥作用,原因包括太空温度很低且缺少大气压力等。

  科学家们已经转而采用新方法来清理太空。

  萨里大学称,“碎片清除器”系统总重不到100公斤。

  这项任务自2013年以来一直在进行中,是欧洲各地10个合作伙伴之间一项合作协议的部分内容。这些合作伙伴包括航空航天业巨头空客公司和萨里大学萨里太空中心。

  “碎片清除器”搭乘火箭升空是太空探索技术公司CRS-14任务的一部分,该任务为国际空间站运送了“关键研究材料”。

  随后,宇航员取出“碎片清除器”,并将其发射至距地球表面644至1600公里的近地轨道。

  这颗人造卫星(指“碎片清除器”)释放出两个小型卫星,随后这两颗小卫星被回收,以模拟捕获太空垃圾的过程。

  最终,这颗人造卫星将在重新进入地球大气层时焚毁。

  萨里卫星技术公司执行总裁马丁?斯威廷说:“自太空时代开始以来,轨道碎片逐步增加,目前地球周围有差不多7000吨碎片。现在是开始抑制、限制和控制太空垃圾的时候了。”

  

  英媒称太空垃圾危及宇宙探索:或“击落”太空船

  参考消息网9月4日报道英媒称,太空垃圾使美国国家航空航天局(NASA)的任务面临危险,有可能撞落宇航员的太空船。

  据英国《明星日报》网站9月2日报道,美国总统特朗普2017年发表声明后,美国国家航空航天局(NASA)的专家一直在制订计划,准备重返月球,甚至是前往更远的地方。

  但有些人提出一个理论,即“太空垃圾”可能会阻碍未来的探索活动。大部分碎片由丢失的设备、卫星以及所谓的“废弃宇宙飞船”组成。

  专家们担心,如果垃圾数量增加,有可能破坏航天机构的太空探险计划。

  美国国防部下属的战略司令部估计,环绕地球的轨道上有17852个大型人造物体。据信,较小的物体――直径约为0.4英寸(约合1厘米)――的数量达到惊人的1.7亿个。

  道格拉斯?凯斯勒博士最早于20世纪70年代提出存在上述威胁――被称为凯斯勒症候群。该理论称,碎片的密度之大可能会令任何前往地球大气层以外的计划被叫停。这将意味着不得不搁置前往月球和火星的任务,直到从大气层中移除足够多的碎片。

  凯斯勒博士认为,在最坏的情况下,这甚至有可能导致在几代人的时间里无法开展此类活动。

  NASA的一名发言人称:“近地太空环境中充斥着人造的轨道碎片以及自然产生的流星微粒。我们的团队为航天器撞击风险评估活动提供了一个全面的地球轨道碎片环境模型,以防空间碎片撞击人造航天器以及地面资产。利用地基望远镜和雷达,我们借助光学和雷达手段研究和描绘碎片环境。我们的科学家还为NASA发射的资产进行重要的使用期限预测,提供轨道物体再入大气层地面撞击足迹和风险评估结果,并参与缓冲技术的研发。”

  

  美媒关注中国计划用大型激光器清除太空垃圾

  参考消息网1月18日报道美媒称,中国科学家提出了一项大胆创新的提议,使用大型激光器清理杂乱的地球轨道,毁掉旧卫星以及其天空垃圾。

  据美国《新闻周刊》网站1月15日报道,中国空军工程大学的研究人员撰写了一篇题为《天基激光清除小尺度空间碎片变轨模型研究》的论文,该论文描述了通过使用天基平台激光器,空间碎片可以如何被激光辐照成更小的、危害没那么大的碎片。

  报道称,多年来,太空垃圾一直都是国际空间机构关心的问题,美国航天局考虑了多种选择方案跟踪、探测和移除人造碎片。清除大尺度空间碎片的方式包括用来清扫和收集废物的巨型网,以及可以被用来将它们吸出轨道的磁体。中国科学家进行了激光器仿真研究,得出以下结论,即这将是清理地球轨道的有效方式。

  该论文的摘要称:“(仿真研究)为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。”

  美国国防业巨头洛克希德-马丁公司2014年的研究发现,对于正在沿轨道运行的卫星而言,每天大约有200个威胁物。沿地球轨道运动的高速碎片被视为对未来空间任务的严重威胁,被欧洲航天局的专家形容为“致命的一连串威胁”。过去的每一年,高速碎片都在持续增加。

  另据美国《大众机械》月刊网站1月17日报道,太空基本上是空的,但紧挨着地球的太空越来越拥挤。我们送入太空的每颗卫星最终都会变成又一块围绕地球运行的碎片,而且随着时间的推移,这些碎片会堆积起来。碎片越多,某颗仍在正常运转的卫星被碎片击中的几率越高,进而损坏或摧毁一项价值数百万美元的投资。

  报道称,所有太空机构都制定了在未来清除太空垃圾的计划。NASA正在考虑用喷射气体降低碎片的速度,使其脱离轨道,欧洲正在考虑发射一颗携带一张大网的卫星,捕捉碎片,带回地球,日本的想法是用一条电动链捕捉碎片。

  眼下,中国也提出一个解决太空垃圾的办法,即用一台大型激光器把漂浮的太空垃圾击成不那么有害的小碎片。据中国空军工程大学的一群研究人员在德国《光学》月刊上发表的一篇论文,在一颗卫星上安装这样一台激光器将足够有效地清理太空,至少根据模拟结果是这样。

  报道称,证实有效性的唯一途径是进行测试,目前尚无此类任务的安排,但或许早晚会有人在卫星上安装激光器然后将其送入太空。一旦做到了,我们就可以最终开始一劳永逸地消除太空垃圾的问题。(编译/胡婧、王海

  

  再小的垃圾也不放过!日新雷达可捕捉10厘米太空垃圾

  参考消息网1月9日报道日媒称,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)2018年将开始制造可监视10厘米大小太空垃圾的高性能雷达,以避免人造卫星与太空垃圾发生碰撞。JAXA将与计划制造另一种雷达的防卫省进行合作,争取在2023年将新雷达投入使用。

  据日本《读卖新闻》1月8日报道,JAXA在冈山县设置的雷达正监视着在日本近地轨道(高度为数百至2000公里之间)上漂浮的太空垃圾。但雷达目前只能对大小在1.6米以上的太空垃圾进行监视,尚无法捕捉到占很大比例的10厘米大小的太空垃圾。

  JAXA计划在现有雷达旁边设置新雷达,这将大幅提高新雷达在遇到太空垃圾时的电波功率和接收信号灵敏度。此外,新雷达还采用特殊信号处理技术,其探测能力将大幅提升。结果是,新雷达可以在许多地球观测卫星运行的近地轨道对10厘米大小的太空垃圾进行监视。

  报道称,JAXA在近地轨道上管理着约10个卫星,并对雷达捕获的太空垃圾数据进行解析。如果发现垃圾有可能碰撞卫星,JAXA就会在地面进行远程操作,改变卫星轨道,以避免发生碰撞。

  防卫省正推进在山口县设置雷达的准备工作,所设雷达将对在高度约为3.6万公里的“静止轨道”漂浮的太空垃圾进行监视。在静止轨道运行的是对自卫队活动极为重要的通信和气象卫星。JAXA将与防卫省合作,并计划在2023年度建成由两个雷达监视太空垃圾的机制。

  报道称,太空垃圾主要来自完成使命的人造卫星碎片和火箭残骸,随着各国推进太空开发,太空垃圾逐年增多。大于10厘米的太空垃圾约有两万个,主要漂浮在近地轨道。

  美国国防部也在世界各地设置雷达对太空垃圾进行监视,并将信息提供给日本。据JAXA介绍,2016年有5例根据美国提供的信息变更卫星轨道的情况。

  JAXA项目经理松浦真弓表示:“日本有必要建立在不依赖美国的情况下对本国重要卫星进行保护的机制,设置新雷达是第一步。”

  

  英媒:NASA研发“魔术贴”清理太空垃圾

  参考消息网6月30日报道英媒称,现在有约50万块人造垃圾在绕地球飞行,最高时速可达1.75万英里(约合2.8万公里)。专家预计,如果不尽快处理这一问题,可能会导致未来无法发射新航天器。

  据英国《每日电讯报》网站6月28日报道,太空垃圾由废弃卫星、航天器碎片和使用过的火箭组成,已对通信系统、航天器和宇航员造成威胁。

  但在太空中回收垃圾非常困难,因为吸杯在真空中无法运作,胶带和胶水等传统的黏性物质则无法在太空的低温环境下使用。

  如今,斯坦福大学和美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室共同设计出了一种新的具黏性的装置,可以抓取并清除垃圾。

  该装置的灵感源自壁虎的足部,壁虎的足部有微小的片状垂悬物,能在接触墙面时放出静电。

  斯坦福大学机械工程学教授马克?库特科斯基说:“我们受壁虎启发开发出一种能产生附着力的抓具。我们从10年前就开始研发攀爬机器人,这是那项工作的副产品,我们让攀爬机器人具备附着力就是受到壁虎把自己附着在墙上的方法启发。”

  该研究团队已把这种抓具送上国际空间站进行测试,且对测试结果很满意。下一步是在太空中测试该装置。

  隶属NASA喷气推进实验室的极端环境机器人科学组的阿伦?帕尼斯博士说:“有很多任务都能因此受益,比如对接和轨道垃圾处理。我们最终还将开发出一种攀爬机器人助手,可以在航天器上爬来爬去,完成修理、拍摄和检查故障等工作。”

  研究人员开发的抓具前方有一个黏性方块组成的网格,臂上有细窄的黏性长条,可展开并环抱物体,这意味着这个抓具不仅可以抓住扁平垃圾也可以抓住弧形垃圾。

  该团队还在研发可承受太空中的高强度辐射的版本。



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