雷射技術成清除太空垃圾有效手段

2020-11-27 OFweek維科網

  OFweek雷射網2013年4月2日訊——有關太空垃圾的話題在近幾年持續得到國際社會的關注。太空垃圾也被稱為軌道碎片,是圍繞地球軌道運行的無用人造物體,既包括已經「壽終正寢」,但仍在空間軌道兜圈子的各類衛星、被遺棄的運載火箭推進器殘骸等,也有太空飛行器意外爆炸或者碰撞形成的碎片,還有一些螺絲和墊圈之類的零部件。

  近日,俄羅斯聯邦航天署署長弗拉基米爾·波波夫金在俄聯邦委員會圓桌會議上的一番話再次引發了人們對太空垃圾的擔憂。他表示,目前地球同步軌道的太空垃圾汙染非常嚴重,即使不再發射任何太空飛行器,現有太空飛行器老化、報廢和毀壞也會導致太空垃圾「自我繁殖」。如果不解決太空垃圾問題,人類可能在未來20年內失去地球同步衛星軌道。

  無論是採取躲避、防禦、減緩還是回收利用手段,都無法從根本上清除太空垃圾。滿天的太空垃圾終歸要得到徹底清理,開發太空垃圾清理技術勢在必行。

  事實上,很多國家都在推出清掃太空垃圾的計劃,科學家們也在考慮從無數種垃圾清理方案中精選出經濟有效的方案。美國宇航局正在考慮用雷射清掃地球周圍的太空垃圾,防止其與衛星相撞。雷射清除太空垃圾原理是:雷射束裡的光子攜帶了微量動力,在特定環境下,能推動太空中的物體,並使其減速。通過向垃圾碎片發射雷射數小時後,就有可能改變其方向。即便不能讓太空垃圾脫離軌道,也能避免其撞擊空間站或者衛星。新課題的設備花費僅為80萬美元,而全部費用止於千萬美元。現有的望遠鏡經改良後,能投入使用,降低運營成本。有科學家認為,應在夏威夷山頂建大型雷射站。另一些人則認為,在衛星上安裝雷射裝置,把碎片轟入大氣層。

  日本宇宙航空研究開發機構決定,自2014年起將啟動一項垃圾清理試驗,以清除由使用壽命結束的衛星和火箭殘骸組成的太空垃圾。清理方式是以金屬繩捆住漂浮在宇宙空間中的太空垃圾,然後使其降低速度,並使其落入大氣層中銷毀。此外日本還將開發「清掃衛星」,並於2019年前後發射。屆時,「清掃衛星」將利用搭載的攝像機尋找並接近太空垃圾,然後使用機器臂安裝金屬繩。而安裝有數條金屬繩、能捕捉多個太空垃圾的專用衛星將於2023年前後發射。

  英國科學家則設計並研發一個被稱為「立方帆」的納米級衛星,它重約3公斤,大小約為30釐米×10釐米,藉助太陽能的太陽帆作為動力推進系統,一旦帆上的攝像頭偵察到太空垃圾,便依附在垃圾上,使其速度降低,最後進入大氣層,與太空垃圾同歸於盡。

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    自此,一批又一批火箭將人造衛星送上太空。五十多年過去了,除了載人航天飛行器最後回到地球,其他上天的人造物體都圍繞地球運動著。那些曾經輝煌過的「金屬體」,伴隨著使命的結束,被遺棄在太空,變成了金屬碎片,最終成為「太空垃圾」的一部分。 2008年,歐洲航天局地面控制中心公布的電腦模擬圖像顯示,「太空垃圾」已經讓地球上空成了一個垃圾場。
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    美國《新聞周刊》網站近日報導了中國學者用巨型天基雷射器清除太空垃圾的設想,但卻別有用心地稱外界擔心中國在太空部署武器。中國專家表示,利用天基雷射器清除太空垃圾是目前國際上一個研究熱點,中國也有不少機構進行理論探索,但與天基武器毫不相干。中國擬建天基雷射站?
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    太空垃圾或變成「緊俏」物資  面對這一眾所周知的難題,太空探索領域創業機構美國「飛火太空系統」(Firefly Space Systerms)瞄準了太空垃圾回收項目,執行長湯姆·馬庫斯科認為,可以回收空間衛星,用其在未來執行火星任務。
  • 雷射大戰太空垃圾:讓其減速 最終跌入大氣層
    自此,一批又一批火箭將人造衛星送上太空。五十多年過去了,除了載人航天飛行器最後回到地球,其他上天的人造物體都圍繞地球運動著。那些曾經輝煌過的「金屬體」,伴隨著使命的結束,被遺棄在太空,變成了金屬碎片,最終成為「太空垃圾」的一部分。(科學報圖片)    2008年,歐洲航天局地面控制中心公布的電腦模擬圖像顯示,「太空垃圾」已經讓地球上空成了一個垃圾場。
  • 清理太空垃圾那些招 伸手抓撒網撈魚叉捕雷射打
    因此,必須主動對太空垃圾進行清理,才能保證未來航天活動的有效進行。  目前,主動抓取太空垃圾後帶離軌道,是比較成熟的太空垃圾清除方法。在清除過程中,清理太空垃圾的太空飛行器首先根據地面設施對太空垃圾的監測數據調整自己的軌道,接近到距離目標幾公裡的位置。之後,利用自身搭載的極光雷達、紅外相機等檢查確認目標的狀態,進一步接近到距離目標幾十米的地方。
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  • 太空垃圾或致同步衛星軌道報廢【2】
    嚴密跟蹤 躲避垃圾 按照現有的技術,要完全清除太空碎片還是比較困難,且成本昂貴。因此,目前擁有衛星的國家應對太空垃圾還是以「躲」為主,或者等待它們自己進入大氣層燒毀。 美國和俄羅斯各自都有先進的太空監視系統,能對相關太空垃圾進行嚴密跟蹤,並及時發布預警,使太空飛行器採取有效的技術手段「躲」過太空垃圾。
  • 中國雷射測距望遠鏡使用算法更有效檢測太空垃圾
    中國的研究人員提高了環繞地球軌道太空垃圾的探測精度,允許更有效地繪製太空飛行器機動的安全路線。 研究人員說,在人類探測器進入太空50多年後,繞地軌道上有很多人造碎片,各種探測器和太空船為了安全起見,需要避免軌道上的各種碎片。
  • 太空垃圾的產生、危害與對策
    德國擬採用雷射精確測距與被動光學跟蹤相結合的方法,利用望遠鏡確定太空垃圾的角坐標,同時運用雷射測距技術確定太空垃圾的距離,進而計算出太空垃圾的位置。我國紫金山天文臺於2005年起用光學望遠鏡對太空飛行物進行監測。 此外,太空飛行器還可採用多種「抗」的防護方式。比如,調整易損組件的位置,採用屏蔽防護法加固外表。
  • 太空垃圾汙染嚴重 同步衛星軌道受到威脅
    3   嚴密跟蹤 躲避垃圾   按照現有的技術,要完全清除太空碎片還是比較困難,且成本昂貴。因此,目前擁有衛星的國家應對太空垃圾還是以「躲」為主,或者等待它們自己進入大氣層燒毀。   美國和俄羅斯各自都有先進的太空監視系統,能對相關太空垃圾進行嚴密跟蹤,並及時發布預警,使太空飛行器採取有效的技術手段「躲」過太空垃圾。
  • 清理太空垃圾又有新招數
    因此,必須主動對太空垃圾進行清理,才能保證未來航天活動的有效進行。  目前,主動抓取太空垃圾後帶離軌道,是比較成熟的太空垃圾清除方法。在清除過程中,清理太空垃圾的太空飛行器首先根據地面設施對太空垃圾的監測數據調整自己的軌道,接近到距離目標幾公裡的位置。之後,利用自身搭載的極光雷達、紅外相機等檢查確認目標的狀態,進一步接近到距離目標幾十米的地方。
  • 每日郵報:用雷射來清理太空垃圾
    · 據說它可以將大尺寸的太空垃圾分解成小塊。· 超過1億顆的軌道碎片的直徑小於0.4英寸。西安空軍工程大學的科學家們發表的一篇論文描述了天基雷射如何將大型太空垃圾分解成更小的碎片,從而使它們的危害更小。Spacecraft and satellites are currently atrisk of colliding with around 20,000 trackable objects classed as debris.
  • 1億個太空垃圾將被清除,歐洲航天局研製清理器,2025年發射!
    截止到目前,全球執行了近5000次的發射任務,地球周圍的太空垃圾也將近5000噸,其中超過1億個太空垃圾碎片,對於地球、太空環境等來說,都是不小的威脅。,最終導致太空垃圾的數量越來越多,當然現在,對於太空人也有一定的約束,是不允許他們亂丟太空垃圾的。
  • 天舟一號大氣層自毀引關注,中國太空垃圾清理技術取得重大突破
    天舟一號飛船不僅是我國第一艘貨運飛船,也是我國受控離軌減少太空垃圾的首次嘗試,受控隕落燒毀還有利於減少太空飛行器殘骸對地面的危害,我國的太空飛行器也從此告別「飛來橫禍」。   我們中國人對天空有著很多的想像,既有牛郎織女鵲橋故事的美妙,也有杞人憂天飛來橫禍的陰暗。隨著航天時代的到來,杞人憂天並非笑話,飛來橫禍竟成了事實。
  • 太空垃圾雲正不斷擴大 或致同步衛星軌道報廢
    嚴密跟蹤 躲避垃圾  按照現有的技術,要完全清除太空碎片還是比較困難,且成本昂貴。因此,目前擁有衛星的國家應對太空垃圾還是以「躲」為主,或者等待它們自己進入大氣層燒毀。  美國和俄羅斯各自都有先進的太空監視系統,能對相關太空垃圾進行嚴密跟蹤,並及時發布預警,使太空飛行器採取有效的技術手段「躲」過太空垃圾。歐洲航天局也在對所有在近地軌道上運行的太空垃圾進行編目,以便更好地掌握它們的動向。    預測哪些碎片將與運行中的太空飛行器發生碰撞需要精準地建模。
  • 太空垃圾如何"俄式"處理:用高能雷射炮讓它蒸發
    ,藉助一架3米長的雷射「加農炮」摧毀低地球軌道中的太空垃圾。這種雷射器將通過雷射束蒸發地球軌道中的太空垃圾。科學家稱:「太空垃圾能夠會帶來災難性的碰撞後果,摧毀軌道中的衛星系統。」強大的雷射加農炮將以一架三米長的光學望遠鏡為基礎,而這架光學望遠鏡正處於建造當中。這架望遠鏡的設計目的是為了監測太空中的衛星和具有潛在威脅的太空垃圾,如果雷射加農炮項目獲得通過,望遠鏡將轉變成為同等大小的雷射器。
  • 如何「科學」地清理太空垃圾?
    太空垃圾的治理  太空垃圾所引起的「雪崩效應」已經開始得到科研人員的高度重視。目前應對太空碎片這些「冷殺手」的主要手段就是規避碎片。  各個國家通過建立預警機制,在確認太空飛行器可能與較大的太空碎片發生碰撞時,利用太空飛行器自身的動力進行機動變軌,使太空飛行器離開原有的和空間碎片有碰撞危險的軌道,轉移到另一條安全的軌道上。
  • 太空垃圾雷射測距顯「神通」
    2020-08-05 07:29:37 來源:科技日報太空垃圾雷射測距顯「神通」提高地球軌道上衛星和太空站操作安全性科技日報北京8月4日電 (記者張夢然)地球軌道上的太空垃圾越來越多,對有源衛星構成了嚴重威脅。