實驗太空垃圾(space debris)清除技術的日本人工衛星 ELSA-d(End-of-Life Services by Astroscale demonstration)在日本時間 22 日下午 3 點 07 分,從哈薩克的太空基地透過俄羅斯的火箭發射升空,當天晚上進入地心軌道。這是民間企業在世界首次嘗試以人工衛星回收太空垃圾的實驗

這顆人工衛星由太空新興企業「Astroscale」所開發。以捕獲機和模擬太空垃圾構成,在高度 550 km 的宇宙空間中,捕獲機會先和模擬太空垃圾分離,之後利用攝影機、雷達再次靠近,以強力磁鐵捕捉太空垃圾,最後連同捕獲機整個一起進入大氣層燒毀。

太空垃圾是漂浮在太空中的人工衛星和火箭的殘骸,光是 10 公分以上大小的就有 2 萬個以上。這些太空垃圾以極快的速度飛行在地球周圍,若是和正在使用中的人工衛星相撞,會造成事故或故障。例如美國太空部隊第 18 太空控制中隊(SPCS)年 3 月 18 日確認,「中國雲海一號 02 號」衛星毀損,裂成 21 個碎片散落在近地軌道上。美國「NOAA 17」退役氣象衛星近日也裂成 16 個碎片。

依據 Astroscale 的說明,此次實驗任務有 7 個階段:①-② 發射、進入軌道,捕獲機和模擬太空垃圾分離前的準備;③ 非旋轉狀態下的捕獲;④ 旋轉狀態下的捕獲;⑤ 尋找、診斷是否回收太空垃圾;⑥-⑦ 脫離軌道、進入大氣層燒毀。

https://www.youtube.com/watch?v=HCWxdK7l0hI
Astroscale 任務模擬影片,捕獲機 660 x 640 x1100 mm ~175kg,模擬太空垃圾 480 x 500 x 225 mm

Astroscale 的創辦人兼 CEO 岡田光信在 ELSA 發射前幾日的文章中提到,要清除太空垃圾,需要有在宇宙空間中找到太空垃圾的技術、安全接近的技術,捕捉旋轉的太空垃圾進入大氣層燃燒的技術。太空垃圾在地球周圍以秒速 8 公里、約子彈 10 倍以上的速度繞行地球,再加上太空垃圾本身也在旋轉,所以要接近是非常困難的,但ELSA-d可以以「歪七扭八」非常複雜的軌道技術接近。

針對以後要發射的民間、政府的衛星,為了在這些衛星變成太空垃圾之後也能被清除,在衛星發射之前會建議裝上被稱作對接板(docking plate)的輕量金屬板。如此有助於 ELSA 尋找及捕捉,清除所花費的費用也會降低。現在已經有 30 顆衛星裝上對接板後發射。

他提到在這 8 年以來,一直都是翻過高山後還是高山,問題就是如此困難。為了創造永遠都能使用的宇宙空間,Astroscale 正在加速他們的活動。

參考文章連結:
2021/03/22 読売 宇宙ごみ、磁石で捕まえ大気圏突入で「焼却」…実証衛星打ち上げ
2021/03/17 岡田光信 宇宙のゴミ掃除、はじまる
ELSA-d(日本人工衛星)

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