太空垃圾催生新商機!加拿大新創研發「太空垃圾追蹤衛星」,NASA、SpaceX 都是潛在客戶

天文單位繪製的太空垃圾圖

1957 年,蘇聯發射了人類史上第一顆人造衛星,這是人造物件第一次進入太空,是人類科技的劃時代進展,但同時也開啟了「太空垃圾」新紀元。自此,講好聽一點,宇宙留下人類的「探索足跡」;講直白一點,就是留下一堆礙眼又危險的垃圾。

根據歐洲太空總署(European Space Agency)的統計,目前地球軌道上共有 1.3 億的太空垃圾,卻只有 2 萬個碎片受到監管。也就是說,大多數的垃圾都無法監控,成為人造衛星的安全威脅。

然而,有新創公司看到了太空垃圾的商機。

NorthStar 研發太空垃圾追蹤衛星,計畫在 2021 年推出

加拿大新創公司  NorthStar Earth & Space(簡稱 NorthStar)成立於 2015 年,是一家提供農業、林業、城市規劃、太空物體追蹤解決方案的軟體公司。根據 Crunchbase 的資料,NorthStar 已在 2018 年 11 月取得 3800 萬美元(約新台幣 11.8 億元)的融資。

NorthStar 正與太空聯盟公司(The Space Alliance)合作,打造一個由 40 顆衛星組合的衛星群。根據 Space News 的報導,這些衛星每個重量約 700 公斤,搭載用於觀測地球的高光譜和紅外線相機,以及用於監測軌道的光學相機,追蹤太空碎片的狀態,並進行數據分析,預測潛在的碰撞風險。

目前這些衛星還沒開始生產,NorthStar 計畫在 2021 年推出此衛星,提供商業服務。這有望成為人類史上首個監測太空碎片的商業衛星。

人造衛星將爆炸性發展,現有系統卻無法監視多數太空垃圾

NorthStar 推出太空垃圾監測衛星,是因為看到人造衛星的發展趨勢,以及現有監測系統的限制問題。

人造衛星的數量出現指數性的成長,因為多國政府開發大量自己國家的衛星,民營太空公司也正在籌劃商業化衛星。根據歐洲太空總署(European Space Agency)估計,目前地球的人造衛星總數約 5000 個,但很快就會破萬,光是 SpaceX 計畫發射的衛星就有 1.2 萬個。持續增加的人造衛星將提升碰撞風險。

此外,目前的太空垃圾主要由地面雷達或望遠鏡監測,但它們無法觀測 10 公分以下的碎片,大氣層也會影響觀測的準確性。然而太空碎片已是嚴重的問題。根據歐洲太空總署(European Space Agency)的統計,截至 2019 年 1 月,地球軌道的太空碎片已高達 1.3 億個,尺寸 10 公分以上的約 3.4 萬個,1 公分以下的約 1.28 億,佔絕大多數。然而這些碎片卻以每秒 8 公里以上的高速環繞地球旋轉,就算尺寸小於 1 公分,仍會對其他衛星造成嚴重損害。

這上億個太空碎片,卻只有 2 萬個受到美國軍方的監控。多數碎片都無人監控,成為人造衛星的潛在威脅。

而 NorthStar 開發的太空垃圾監測衛星可以解決觀測問題。除了避免大氣層的干擾,若這些衛星被發射到更高的軌道,可以監控更大範圍的區域,提升追蹤垃圾的精準度,以及發現新垃圾的能力。

多家新創開發太空垃圾的處理服務,誰會買單?

除了 NorthStar 之外,全球也出現其他新創,試圖解決太空垃圾問題。根據 DeepTech 深科技的 報導 ,Astroscale、RemoveDEBRIS、CleanSpace One、E.Deorbit、Brane Craft 和 Leolabs 等公司都提出相關的解決方案;此外,美軍也參與太空垃圾的追蹤行列。

但成本與商業模式是這些新創的首要課題。建造、發射衛星都需要高額的資本投資,也需要投注大量資金開發技術;衛星成功發射後,後續維護也需要消耗大量的金錢。

更重要的問題是:誰願意為這個服務買單?Astroscale 認為,太空垃圾是商業衛星的重大威脅,因此開發商業衛星的公司,例如 SapceX 就需要有人提供太空垃圾的監控與清理服務。此外,他們也可以跟 NASA 等政府部門合作,參與政府的太空垃圾監控與清除專案。比起民營公司的訂單,與政府合作可以得到更穩定的資金。

人類所到之處必有垃圾,這是從古至今不變的真理。垃圾沒處理好不只汙染環境,還可能造成危險,並限制科學發展與科技應用,這在太空垃圾中表露無遺。然而有垃圾處裡的「需求」,就會產生相應的「商機」,現在已有不少新創投入太空垃圾的處理,研發相對應的解決方案。哪家新創的方案會被廣泛採用?能有效處理太空垃圾嗎?能獲利嗎?這些是新創們的生存課題,也是人類發展太空科技的重要議題。

參考資料來源:
1.《DeepTech 深科技》:〈 太空垃圾泛滥带来商业机会?加拿大初创欲建卫星星座,追踪空间碎片
2.《ESA》:〈European Space Agency
3.《NorthStar》:〈NorthStar Earth & Space
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源: 維基百科

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