太空垃圾
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現在從外太空看向地球,可能會看到形似土星環的景象,但這個環並非由水冰等自然物質構成,而是人造衛星和大量的太空垃圾,其中,太空垃圾更存在隱形的危害。

滿天的太空垃圾!太空人、地球居民都會受影響

太空垃圾泛指廢棄的衛星、早期太空物件碰撞產生的金屬碎片、老舊的火箭機身,目前美國太空總署(NASA)和美國國防部(DoD)合作追蹤的碎片約有 27000 個,這些碎片以每小時 28000 公里的速度行進,所以再小的碎片也會損害衛星或太空飛行器。

外媒報導指出,過去被認為不太可能發生的凱斯勒現象(Kessler Effect),如今發生的可能性隨著不斷有新衛星進入軌道而增加,而最終將如同凱斯勒所預測的,各個碎片引發的級聯效應會導致碎片遍佈,屆時地球軌道無法再被使用。

此外,報導也提到,物件因碰撞分解出的零件如螺絲,甚至是一小塊油漆,都將構成對國際太空站(ISS)和太空人的威脅。且除了影響外太空的人類,地球上的人們也會因太空設備的受損,而遇上如網路供應、天氣預測等生活方面的問題。

解決太空垃圾常見技術:追蹤、捕捉、搖出軌道

面對潛在危機,各國機構紛紛研發技術,試圖解決太空垃圾的問題。常見的技術研發方向與追蹤、捕捉有關,而其主要目的在於將太空垃圾移出地球軌道。

外媒報導指出,澳洲的研究機構獲得經費優化監控太空垃圾的系統,也有其他機構正發展雷射技術追蹤太空垃圾。美國科羅拉多大學波德分校也研發電子槍(electron gun)技術,希望能藉此減緩物件的行進或是將物件重新定向。

近幾年,NASA歐洲太空總署(ESA)也與私人機構合作,研發安裝在衛星上的拖帆(drag sail)技術,在衛星壽命將盡時啟動,沒有機載燃料也能移動衛星,讓它盡快離開軌道。

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另有國家選擇擊碎廢棄的衛星,如俄羅斯的反衛星武器(anti-satellite weapon),但此種方式被普遍視為將惡化現有情況,製造出更多碎片,俄羅斯上(11)月的測試便炸出至少 1500 個碎片,影響國際太空站人員的安全。而中國過去也曾使用此種方式,該次爆炸產生了 3000 多件太空垃圾。

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技術發展新方向:太空垃圾變燃料,化身太空加油站

除了將太空垃圾移出軌道,讓它進入大氣層自行焚毀,近期也有公司朝回收再利用的概念發展。據外媒報導南澳洲一家公司 Neumann Space 正研發相關技術,在外太空直接將碎片轉化為火箭燃料,成為另類太空加油站。

該公司與日本新創公司 Astroscale、美國公司 Nanorocks、Cislunar 合作,分別負責不同的技術。Astroscale 能運用衛星捕捉太空中碎片,Nanorocks 製造機器人以儲存和切割軌道上的碎片,Cislunar 則試圖建造太空鑄造廠,將碎片融化成金屬棒(metal rods)。而 Neumann Space 負責開發一種電力推進系統(in-space electric propulsion system) ,將金屬棒作為燃料,產生推力使物體繞軌道運動,以此延長低軌道飛行器的、衛星的運作壽命。

目前,Neumann Space 已獲得 NASA 的許可,開發原型並順利展示在太空中捕捉、切割和融化太空垃圾的技術。如果未來成功實現,太空垃圾也能創造再生價值,Neumann Space 的執行長 Herve Astier 便認為,從商業角度來看,相較於捕捉、摧毀,此種處理方式值得發展。

參考資料:The GuardianTIMESpace.comThe Swaddle、​​SalonBBC中文網Saber AstronauticsESA。首圖來源:Pixabay

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