正在舉行的中國工博會上,上海航天的展臺上,一張展開的薄膜帆,學(xué)名“低成本薄膜帆式離軌標(biāo)配裝置”,或?qū)⒊蔀榻鉀Q太空垃圾的“神器”。
薄如蟬翼,輕如鵝毛。但一旦伸展,可以迅速將報廢的航天器帶離軌道,墜入大氣層化為塵埃。據(jù)介紹,隨著商業(yè)航天日益發(fā)展,太空軌道資源日趨成為競相爭奪的戰(zhàn)略資源。由于“太空垃圾”的危害,對飛行器而言,地球周圍的環(huán)境日益惡劣,太空資源的長期可持續(xù)性開發(fā)利用受到了嚴(yán)重威脅。目前,在地球軌道上產(chǎn)生了越來越多的空間碎片,它們或來自廢棄航天器、火箭殘骸,或來自爆炸解體碎片??臻g碎片一般會在軌道上殘留數(shù)百年甚至更長時間,數(shù)量急劇擴增的事實大大降低了未來可利用的軌道空間,同時也增大了發(fā)生碰撞的概率。
空間碎片平均撞擊速度每秒10公里,因此厘米級碎片產(chǎn)生的動能就相當(dāng)于一輛小轎車以五六十公里的時速撞上衛(wèi)星,其危害可想而知。由于這些碎片速度比較快,各種尺寸的碎片都會對航天器造成危害,較大碎片撞擊會使航天器破裂、爆炸、結(jié)構(gòu)解體,微小碎片累積效應(yīng)會改變元器件的性能,導(dǎo)致航天器性能下降或功能失效。
為了有效治理太空垃圾,美國進行了“激光掃帚”試驗,主要目標(biāo)是清除國際空間站軌道上對其構(gòu)成威脅的尺寸為1到10厘米的空間碎片。激光主動清除方法可快速處理對空間站構(gòu)成威脅的碎片,減少對空間站正常運行的干擾,降低碰撞概率。但是該方法能源消耗大,探測范圍小,探測距離短,無法長時間開機對空間站周圍進行實時監(jiān)測。
經(jīng)過多年研究,上海航天技術(shù)研究院805所提出“太空清道夫”概念,研發(fā)了低成本薄膜帆式離軌標(biāo)配裝置,從源頭上解決太空垃圾的產(chǎn)生。惲衛(wèi)東說,利用薄膜結(jié)構(gòu)大展收比的特點,設(shè)計收攏狀態(tài)約1U(10cm×10cm×10cm)規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化離軌模塊,安裝在未來的航天器上,在航天器壽命結(jié)束后啟動,展開大面積薄膜帆面,利用低軌稀薄大氣阻力,加速航天器軌道衰減,從而大幅縮短廢棄航天器的軌道滯留時間,從源頭上減緩空間碎片嚴(yán)峻形勢。
專家稱,相比于利用大型航天器對空間碎片實施抓捕和拖拽離軌等復(fù)雜操作,薄膜帆離軌任務(wù)流程簡單、技術(shù)成熟度高、以不到航天器研制成本5%的代價,提供了有效的離軌手段。
(看看新聞Knews記者:湯銘 實習(xí)編輯:胡娜)
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