初創科企聚焦太空垃圾清除技術

2023年08月29日17:05:06 科學 1947

參考消息網8月29日報道 據《日本經濟新聞》8月22日報道,日本國內外初創企業正在就監控和清除太空垃圾的技術展開研發競賽。除了追蹤太空垃圾移動軌跡、避免其與衛星發生碰撞外,還有致力於通過發射專門的衛星捕獲太空垃圾。著眼於民用市場需求的增長,投資正在湧入這一行業。

在澳大利亞西部一處被森林環抱的空地上,由總部位於美國加利福尼亞州的近地軌道實驗室公司(LeoLabs)安裝的兩台S波段有源相控陣雷達從2023年1月開始運行。雷達向上空發射微波,通過接收反射波能夠探測到距離地面2000公里的軌道上運行的直徑10厘米以上的人造物體。

一家由斯坦福大學孕育的研究機構的科研人員2016年創立了LeoLabs。目前LeoLabs共在美國、哥斯大黎加等全球6個地點設有S波段雷達,通過雲平台出售其掌握的太空垃圾數據。客戶包括各國政府和衛星運營企業,2022年起該公司開始為日本當局提供服務。

客戶可以通過專用軟體模擬其發射的火箭或衛星是否有可能與太空垃圾發生碰撞。LeoLabs計劃增設雷達、升級軟體,力爭在2025年將可探測物體的精度提高到直徑2厘米以上。

由於太空垃圾監控技術的研發主要在美國取得進展,所以觀測設備大多集中在北半球。LeoLabs不僅得到了美國的風險投資,還獲得了日本企業的注資。該公司負責人信心滿滿地表示:「我們在各國缺少應對措施的南半球安裝了雷達,用以強化監控網路。」

高速飛行的太空垃圾又被稱為「宇宙的麻煩製造者」,一旦與人造衛星發生碰撞,很可能會破壞衛星上攜帶的各種設備。

歐洲航天局的數據顯示,目前軌道上運行的直徑超過10厘米的太空垃圾多達3.65萬個,如果算上直徑1厘米以上的則超過100萬個,而且其中96%無法追蹤。

只要不再次進入大氣層,太空垃圾就不會自動消失。要想從根本上降低與衛星、火箭發生碰撞的風險,必須將其從軌道上徹底清除。正是看到了這一需求帶來的商機,阿斯特羅斯凱爾公司2013年在東京成立,該公司研發用於捕獲太空垃圾的人造衛星。

為了驗證捕獲技術,該公司計劃在2023年內先發射衛星接近太空垃圾。作為日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)委託業務的一部分,該衛星將近距離拍攝太空垃圾目前的危險嚴重程度,並將相關數據提供給JAXA。一旦成功將是世界首發。

阿斯特羅斯凱爾公司的衛星想要接近的太空垃圾來自JAXA此前發射的主力運載火箭H2A的上段殘骸,全長約11米,重量在3噸左右。JAXA項目負責人山元透強調說:「為了更大程度發揮改善環境的作用,我們選擇了體積較大的碎片。」

JAXA計劃在2026年後發射新衛星以捕獲太空垃圾。負責研發捕獲衛星的民間企業的選拔工作即將啟動,阿斯特羅斯凱爾公司就是候選者之一。該公司的設想是承攬民間火箭發射業者的太空垃圾清除業務。公司首席執行官岡田光信希望通過與JAXA的合作加速事業發展。

日本國內也在推進其他技術的研究,比如不必接近太空垃圾就能將其從太空中清除的技術。衛星通信巨頭完美星空——日本衛星集團正在研發從衛星發射激光將碎片擊落至大氣層的技術。項目領隊福島忠德介紹說:「這一技術將能夠處理那些難以接觸到的不斷旋轉的太空垃圾。」

美國科技富豪埃隆·馬斯克的太空探索技術公司正在傾力構建由數萬個衛星組成通信網的「星鏈」。2022年的火箭發射次數比上一年增加三成至178次,創歷史新高。隨著向太空運送物資的「動脈產業」的發展壯大,清除零部件殘骸和碎片的「靜脈產業」的發展空間也越來越廣闊。

試圖在太空開發領域不斷提升存在感的全球南方的增長潛力也在贏得關注。日本獨立風投企業「全球大腦」公司今年6月向2018年成立的印度Digantara公司注資,該公司計劃發射用於追蹤太空垃圾的觀測衛星群。跨越國界的長期風險投資正在加快初創企業開發太空的腳步。

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太空垃圾電腦合成圖片(新華社)

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