捡个垃圾也能发财致富?注意只是一个。本月27日欧空局ESA与瑞士初创公司ClearSpace之间正式签订一项价值1.02亿美元的合同,整个合同仅是清除一块太空垃圾!

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这个去太空捡垃圾的任务和普通人无缘,却是初创公司ClearSpace成立以来接手的第一个任务。

从1957年人类将第一颗人造卫星送入太空算起,63年来所有国家已经发射了超过8900颗卫星,部分因为人类主动控制进入大气烧毁,或者轨道较低慢慢因为近地空间的空气阻力坠入大气层。

哪儿来这么多太空垃圾?

目前在轨的人造卫星依然有5000多颗,其中2400多颗正常工作,每次我们看到太空垃圾示意图时总会被吓到,感觉近地空间拥挤的不像话。

除了卫星数量外,还有些进入近地轨道的整流罩和火箭上面级、二级或三级发动机残骸。

它们的数量算起来确实不少,按照去年十月份的统计结果已经近20000个,但也是因为比例问题,放在整个近地空间来看依然稀疏;真正让人困扰的是小型碎片的数量。

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这些人造太空物体并不是处于静止状态,它们始终在以地球为中心高速运动。

在各国航天机构主动监测下,正常运行航天器会受控完成紧急机动,主动避开其它航天器或者太空垃圾。

但总有意外发生,第一起太空交通事故就是2009年,美国铱卫星公司的铱星33号和属于俄罗斯航天部队的宇宙2251卫星之间相撞,根据美国航天监视网的数据,目前仅发现的就有超过500个碎片。

铱星33号和宇宙2251卫星相撞
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碎片分布

空间碰撞一旦发生碰撞就是滚雪球,大个头人造物残骸碰撞产生大量小碎片,它们的杀伤力一点也不低,且难以监测和避让,太空垃圾会变得越来越多。

除了这些之外,另一个最为诟病的就是反卫星试验,美国与前苏联在60至70年代所进行的一系列反卫星武器试验为太空垃圾的主要来源之一。

根据计算一块直径为10厘米的太空垃圾就可以将航天器完全摧毁,数毫米大小的太空垃圾就有可能使卫星无法继续工作。

美国科学家凯斯勒就提出假设认为当太空垃圾的密度达到一定程度时,会造成太空垃圾布满近地轨道,令人类在数百年内无法进行太空探索甚至使用人造卫星。

只有在它们长时间因为稀薄空气阻力坠入大气后,人们才能得到一片算得上干净的近地空间。

目前太空垃圾一般分布在300-450公里高的近地空间,这恰恰是载人飞船、空间站的飞行高度,经常被很小的碎片撞击后,要修修补补。

但这两年开始,近地轨道航天器的数量将会成倍数的增加,一方面是发射成本的下降,另一个也是SpaceX提出的星链卫星,同行也纷纷宣布自己的星座计划。

尽管马斯克对星链卫星保证的挺好,会进行轨道机动避开其它航天器,寿命结束后将受控坠毁。但今年中旬根据天文学家对八百多颗进行轨道分析时,发现其3%已经失去控制。

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太空垃圾已经成为航天大国们必须正视的问题!

哪块太空垃圾这么值钱?

在情况达到凯斯勒假设临界点之前,各国已经开始开发捕获或清除太空垃圾的技术。

欧空局没有只把筹码放在ClearSpace身上,这样的合同只是此类合同中的第一个。

本来这个清理计划在年初就已经公开,2025年发射“清洁太空—1”完成世界首个在轨清除太空垃圾任务,总任务预算1.4亿美元,但直到本月合同才正式敲定,ClearSpace拿到了大头,另外几家欧洲太空技术公司负责子项目开发。

这块太空垃圾并不是什么神秘的军星,而是在2013年欧空局使用织女星火箭发射卫星时,跟随卫星入轨的有效载荷适配器。

安装在织女星火箭适配器之上的卫星

这个适配器重112千克,并没有什么保密价值或者军用价值,这项价值超过一亿美元的“捡垃圾”大单,与其说是为了捕这条鱼,不如说在给学钓鱼交学费。

该项目的大部分成本都用于开发尚未经过测试的技术。

一家初创公司可以拿到如此大单,当然来头也不小,该公司是洛桑联邦理工学院(EPFL)的子公司,本身就和欧空局有紧密合作,深度参与欧空局航天器研发。

但目前给的钱如此多,ClearSpace依然表示不够用,还需要寻求更多的外部投资来支付研制成本。

因为他们的方案采用比较传统的太空抓取,不同于空间对接的双方都受控,单方面的空间抓取难度更高,而且一旦出现问题,任务失败可能加剧空间碎片的问题,而不是帮助解决它。

ClearSpace方案

空间抓取总被人诟病成本太高,在此之外,科学家还提出了使用地面激光来烧蚀碎片的前部,产生阻力降低碎片轨道;或者使用太空网截获太空垃圾。

在未来数十年内,太空垃圾清理将成为刚需,航天大国都在寻求高效可行且廉价的清理方式。(图片来自网络,如侵删)