要动真格了！欧空局启动全球首个太空垃圾清理任务，捕捉方式有点可爱(2)

国际空间站上观察到的一块空间碎片。
采用“吃豆人”方式捕捉
目前，人们已经提出了许多清除太空垃圾的技术路线，而利用航天器将太空垃圾抓取后带离轨道的主动清除技术发展得最为成熟。我国的“傲龙一号”曾进行过在太空中抓取目标的试验；欧空局的“清理碎片”计划，以国际空间站为试验平台，成功测试了网式和鱼叉式的太空垃圾清理手段。不过，以往开展的试验，都人为释放了“靶星”，并没有清理实际存在的太空垃圾。
“清洁太空一号”也采取主动抓取后带离的清除方式。然而，它的目标却是已经在太空中飘荡了7年的一块太空垃圾——2013年发射升空的“维斯帕”上面级。“维斯帕”上面级的外形为圆柱和圆锥的结合体，直径约为2.1米，高约为1.3米，重量约为100千克。这个航天器在完成帮助卫星入轨的任务后，就遗留在高度达七八百公里的轨道上。“维斯帕”具有简单的形状和坚固的外形，抓取这种外形的航天器相对比较简单，也不用担心抓取过程中目标航天器解体从而制造出更多的太空垃圾，因此是初次试验时难度合理的目标。而它的重量也与近年来发展迅猛的微小卫星接近，任务所获得的数据和经验能够为未来清理失效的微小卫星提供重要参考，而这正是“清洁太空”公司未来的目标市场。
按照计划，“清洁太空一号”将由“织女星-C”火箭发射升空，先被部署到500公里高度的轨道上进行一系列的测试。当卫星的状态确认正常后，将会逐步调高轨道，开始进行捕捉“维斯帕”的工作。在此过程中，卫星将以自动化的方式完成大部分工作，但在一些关键的状态点，仍然需要人工介入，确认能否继续。成功捕获目标后，“清洁太空一号”将会和太空垃圾一起进入破坏性轨道，通过与大气层相互作用的方式燃烧殆尽。
“清洁太空一号”采用了类似“吃豆人”的方式捕捉“维斯帕”。它装备有四个机械臂，当靠近目标时，张开的机械臂向中央合抱，完成捕获过程。和之前开展的捕捉合作目标的试验性任务所不同的是，“维斯帕”和其他太空垃圾都是非合作目标，其运动状态具有很大的不确定性和随机性，因此“清洁太空一号”必须利用基于视觉的人工智能等技术，准确判断目标的位置和状态，才能成功完成捕获。实际上，“清洁太空一号”的雏形在2012年就已经提出，在技术迭代过程中一度计划使用其他的捕获方式。例如，在2013版的方案中，计划采用柔性捕获装置，抓握器在高电压作用下展开，撤除电压后会收缩，像一层外皮一样包裹住目标，完成捕获。而在2015版的方案中，则提出了利用外形类似蜘蛛网的捕获装置。而最终选择四个机械臂，则是综合考虑了抓取能力、技术成熟度的选择。