本周，歐洲空間局（ESA，European Space Agency）確定了一項 2025 年的發射任務：清理太空，這將是史上第一次捕獲並處理軌道上的太空垃圾的任務。
與瑞士初創公司 「清潔太空」（ClearSpace）籤署了總額為 8600 萬歐元的合同，委派該公司製造一款特殊衛星 「清潔太空 - 1」（ClearSpace-1），構造近似於一顆小型衛星，該設備會用爪子抓牢太空垃圾，並將其護送至較低軌道，二者一同進入大氣層並燃燒。
圖｜ClearSpace-1 用 「太空爪」 抓住一個廢棄的負載適配器（圖源：CLEARSPACE SA ）
ESA 「清潔太空」 辦公室負責人 Luisa Innocenti 說，目前的挑戰是設計一種成像系統，能在太空爪抓住物體之前，自動快速描繪出物體的特徵。「你不知道它是如何移動的，唯一知道的方法就是走上去看看，」 她說。
她和她的同事們也曾就捕捉技術爭論過：用爪子抓住需要近距離接觸，而用網誘捕則可以在安全距離內完成 —— 但必須第一時間完成。Richard-Noca 說，ClearSpace 選擇爪型是因為可以進行多次嘗試。可以排練整個過程，在第一次完成任務時，有更多的靈活性。
ClearSpace 的任務
ClearSpace 將從一些簡單的小事件入手。2013 年，歐洲航天局的一枚 Vega 火箭發射了兩顆衛星的有效載荷適配器，該適配器重 112 公斤，此後一直保持在距離地面 664 到 800 公裡的空間軌道上運行。現在它已經成為了 ClearSpace 的瞄準器。ClearSpace 的首席工程師 Muriel Richard-Noca 說。
由英國薩裡大學（University of Surrey）設計的一項名為 「清除碎片」（RemoveDEBRIS）的任務由歐盟資助。該任務於 2018 年飛行，在部署的小目標上測試了魚叉和網。它的阻力帆測試是為了加速它進入大氣層的速度，但測試失敗，所以它在返回大氣層的過程中進展緩慢。
此外，日本 Astroscale 公司計劃 2021 年 3 月啟動名為 ELSA-d 的任務：用一艘服務飛船釋放一架帶有鐵磁對接板的靶向飛行器，並用磁鐵將目標捕獲。如果未來的衛星設計者採納這個想法，這是一個選擇，但對遺留的垃圾不適用。
ClearSpace 有更宏偉的計劃。ClearSpace 執行長 Luc Piguet 說：「我們將穩步向更大、更雄心勃勃的目標邁進，以及可以處理多個目標和降低任務成本。」
清理太空的必要性
Darren McKnight 是 Centauri 科技公司的空間碎片專家，他稱讚歐洲航天局是少數採取行動的機構之一。但他對清除軌道碎片的緩慢進展感到擔憂，他認為這將越來越威脅到工作中的衛星和太空人。「如果不儘快開始，我們將會遇到大麻煩。我們需要小步快走。」 他說。
地球周圍的空間正變得越來越擁擠，因為一般衛星在使用壽命結束時，都被留在軌道上。並且在較高的軌道上，它們可以在那裡停留數百年。另外，如果廢棄的火箭沒有在使用後被推入大氣層，也是太空垃圾的另一個重要來源。
在 10 月舉行的國際宇航大會（International Astronautical Congress）上，McKnight 提交了一份對近地軌道上 50 個最令人擔憂的碎片的分析報告。他要求全球 11 個研究小組根據質量、預期軌道壽命和與現行工作衛星的接近程度等標準，擬定他們的前 50 名名單。
之後，他編制了一份綜合名單。清單上的前 20 個項目是蘇聯和俄羅斯在 1985 年至 2007 年之間發射並留在擁擠運行軌道上的火箭。每一個都比大象重，並在軌道上扎堆出現。
McKnight 表示，與向空中批量發射的 SpaceX 等公司相對較小且有脫離軌道能力的網際網路通信衛星相比，這些巨型碎片更具威脅。「成群死去的生物比成群結隊的生物更危險，」 他說。
據統計，人類開啟太空時代之後的 60 年中，已經完成了 5500 餘次發射，在軌道上留下了 23000 個比葡萄柚還大的大量碎片，還有成千上萬的碎片無法被追蹤。
這些碎片沿地球軌道運動，即便發生輕微的碰撞也可能引發災難性後果。與體積稍大的碎片若發生碰撞，還可能發生連鎖反應。
在 2009 年，當時一顆運行中的銥通信衛星與一顆報廢的俄羅斯軍用衛星相撞，產生了成千上萬個可被追蹤及體積更小的新碎片。兩年後，國際空間站不得不移動，以避免碰撞留下的碎片。2012 年，和空間站擦肩而過的碎片最近只有 120 米。
ESA 總幹事 Jan Wrner 指出，NASA 和 ESA 都同意必須清除大空間碎片以穩定軌道環境。