Astroscale：太空清潔工

李婷

通過太空軌道運行創新技術，有效監測和清理太空垃圾

自從1957年蘇聯人造衛星發射以來，7757個衛星已經被發射到了外太空，當我們驚嘆這些飛行器不斷在蔚藍天空探索無限的宇宙邊界時，卻無法想象天空垃圾，也稱為“太空碎片”存在的可怕。太空碎片完全是人類空間活動留下的垃圾，比如完成任務的火箭箭體和衛星本體、火箭的噴射物、在執行航天任務過程中的拋棄物、空間物體之間的碰撞產生的碎塊等。

美國監測網絡NORAD監測到有超過20000的大型太空碎片從地球上可追蹤，以及預計數量超過750000的小碎片無法被跟蹤。太空碎片的數量也以驚人的速度增加，在距地面2000公里內的低地球軌道區域（LEO），厘米級太空碎片由2005年的30萬個增長到2015年的50萬個，年增長率達15%。

在人類使用最頻繁的LEO上，太空碎片一旦與航天器發生撞擊，平均撞擊速度將達10km/s，輕則導致航天器表面性能衰退功能喪失，重則對結構和載荷造成嚴重損傷，甚至使整個航天器徹底爆炸解體。而墜入大氣層的大尺度太空碎片，隕落時可能有部分質量未完全燒毀分解，也會對地面安全造成威脅。

為了解決日益增長的太空垃圾，一位日本IT界企業家和戰略顧問 Nobu Okada，2013年在新加坡和東京籌備了自己的新業務--Astroscale，通過發展可伸縮的新型在軌技術來安全清理最具威脅性的軌道碎片，從而維護太空環境的可持續發展。今年在英國也有了辦公空間。

目前， “太空清潔工”Astrocale 提供的核心解決方案主要有兩個OSG（Orbital Debris Monitoring） 和ELSA（End-of-Life Service by Astroscale）。IDEA OSG1第一代產品是一顆22公斤重的微型衛星，上面安裝的面板能夠感受到太空環境中垃圾碎片與其撞擊的情況，甚至能靈敏地檢測到小于一毫米的碎片撞擊數據。利用這些數據，公司就能繪制出各種太空高度環境下的碎片密度情況圖。這些數據除了用于公司自身的太空垃圾處理業務使用外，還能出售給其他衛星運營商和空間機構。預計明年上半年在俄羅斯發射。

公司另一個更大的計劃目標，則是在 2019 年發射出首個太空垃圾收集器衛星“ELAS 1”。衛星表面會涂滿“膠水”，這是Astroscale 公司與一家日本化學公司合作研發出了一種膠粘劑，能夠覆蓋 ELSA 1 號飛船上如晚餐盤子般大小的一塊平面。飛船撞到一塊太空碎片后，會將其粘住然后脫離原本的飛行軌道，最后與機體一同燃燒殆盡，省去了將這些物體運回地球的成本。

在太空碎片問題的解決上，太空機構和公司提出了數十種清理低地球軌道的概念。但是困難之處在于如何能靠近并且抓住太空碎片——以每小時 27358.8 千米速度在太空翻滾著的深色物體。馬里蘭大學（University of Maryland）航空航天工程教授雷蒙德·塞奇威克（Raymond J. Sedwick）形象地比喻為在溜冰場上抓住一個旋轉中的溜冰者的情景，在太空中抓住碎片相當于被抓住的不是一個人，而是一輛 SUV 汽車。而且遠程操控衛星是有一定的時間差，太空環境變化莫測，只有感應數據是非常困難的。

清理太空垃圾除了需要過硬的技術，還得考慮成本問題。Nobu Okada稱，要將數千萬乃至數億美元的垃圾處理價格降低，關鍵在于減輕重量。他說，ELSA 1號飛船的膠粘劑重量只有幾盎司重（1 盎司相當于 28.35 克），他公司的工程師已經能讓飛船重量減到 90.7 千克。

據Nobu Okada介紹：“我們的第一個目標不是清理隨機的碎片，而是清理我們客戶發射的衛星。隨著我們的技術不斷完善，我們可以逐步開始清除碎片的工作。”所以Astroscale將會先經營大型衛星網絡公司的合作業務，幫助清理報廢的衛星，將位置騰出給其他有效運行的衛星。目前Astroscale也已經籌得了 4300 萬美元的投資款。

此外，Nobu Okada表示，這項技術如果要投入使用，還有很多國際法律法規需要重新協商才有可能，因為在目前的國際法中，根據 1967 年的條約，空間中的人造物體屬于發射它們的國家，不經未經批準就不能觸碰。