極地安裝式雷射可清除太空垃圾,保護衛星和太空站 極地安裝式雷射可清除太空垃圾,保護衛星和太空站

極地安裝式雷射可清除太空垃圾,保護衛星和太空站

極地安裝式雷射可清除太空垃圾,保護衛星和太空站

美國太空總署(NASA)的研究團隊在一篇新論文中提出,利用中等功率的地面雷射可以巧妙地將太空碎片移開。這種雷射不會將碎片徹底摧毀,但與地面望遠鏡結合使用,可以將太空垃圾轉移到不同的軌道上,從而避免與其他碎片或重要太空船發生碰撞。

太空碎片已經對國際太空站構成威脅,衛星也時時刻刻處於危險之中。但大多數情況下,我們可以將受影響的太空站或衛星移開,讓太空垃圾繼續沿著其軌道運行。啟動幾個推進器比拋出巨大的太空網、繫繩或太陽帆要容易得多。

這套雷射系統將採取截然相反的策略,透過微調太空垃圾來阻止衛星進入軌道。根據美國太空總署艾姆斯研究中心的詹姆斯梅森及其同事介紹,理想情況下,該系統將部署在地球兩極附近,並利用光子壓力來擾亂物體的軌道。每次太空碎片經過雷射光束上方時,光子都會對其進行照射,如果壓力足夠大,就能將其微調出軌道,從而避免未來的碰撞。

它甚至可以用於完全脫離軌道,例如將其移動到足夠低的高度,使大氣阻力使其重新進入大氣層——只要它足夠小,能夠燃燒殆盡,這樣就不會有激光推進的垃圾像雨點般落到地球上。

以往的太空垃圾清除方案曾提出炸毀或焚燒這些碎片,但足以炸毀部分軌道垃圾的雷射也足以摧毀一些戰略資產。出於政治原因,這種方案根本行不通。

然而,這台雷射的功率很弱,只有5千瓦。梅森和他的同事表示,它一天最多只能移動10個物體。

他們說,這項技術或許能夠逆轉「凱斯勒症候群」。凱斯勒症候群指的是新產生的太空碎片速度超過了其脫離軌道並燃燒殆盡的速度。正如《技術評論》的arXiv部落格所解釋的那樣,這種現像以美國宇航局科學家唐納德·凱斯勒的名字命名,他在1970年代描述了這個問題。他指出,太空垃圾的碰撞可能會引發連鎖反應,導致越來越多的太空碎片進入越來越難以預測的軌道。這種情況可能已經發生,例如2009年1月銥星33號和宇宙2251號衛星的碰撞,以及2007年中國風雲一號C衛星的損壞。這兩起事件都造成了持續存在的問題。

梅森及其同事表示,還需要進行更多研究,但雷射系統可能是清除太空碎片的可行且經濟合理的替代方案——除了光子之外,不會有任何東西被發射到太空中,因此不會再有其他東西添加到太空垃圾中。

[via Technology Review]