欧洲航天局计划发射世界上第一颗太空垃圾清洁卫星

国防科技大学空天科学学院博士后高庆玉为您讲述——
飞网：捕获太空垃圾“清道夫”
近日，欧洲航天局与“清洁太空”公司签订合同，将在2025年发射世界上第一颗太空垃圾清洁卫星——“清洁太空一号”。消息一经发布，太空垃圾清除问题再次成为人们关注的热点。
多年来，面对太空垃圾影响在轨航天器安全和后续航天发射的问题，各国科学家们已尝试了多种手段，包括激光推进、机械臂抓捕等。有科学家从渔网捕鱼中受到启发，提出了专门用于捕获太空垃圾的飞网捕获系统设想，并初步付诸实践。
今天，让我们一起了解一下，在浩瀚无垠的太空中，太空垃圾是如何产生的，又有哪些危害？面对这一威胁人类航天活动的共同问题，各国科研人员提出了哪些奇思妙想、做出了哪些大胆尝试？
太空垃圾无节制增长的“凯斯勒效应”
随着航天技术迅猛发展，航天器发射越来越频繁。这给人类生活带来各种便利的同时，也不可避免地造成大量太空垃圾滞留在茫茫宇宙中，既对在轨运行的航天器和后续航天发射构成风险，又使空间轨道资源日益紧缺。
太空垃圾，是指人类在太空活动中产生的废弃物及衍生物。其主要包括：航天发射的抛弃物、火箭末子级、火箭爆炸物、废弃航天器，以及飞行器解体产生的碎片等。太空垃圾密度超过一定数量，就会诱发“凯斯勒效应”：太空垃圾相互碰撞，产生的碎片又将诱发更多的碰撞。如此连锁反应，导致太空垃圾数量急剧增加。
据欧洲航天局可跟踪空间目标数据库统计，截至2020年，尺寸大于10厘米的太空垃圾数量已超3.4万个，尚有数以万计的微小碎片未在编目之内。太空垃圾的质量从几克至几吨不等，尺寸在几毫米至数十米之间。有些太空垃圾个头不大，但飞行速度极快，达到每秒6至7公里，对航天发射、在轨卫星和载人航天器构成极大威胁。
如果把航天器发射、在轨运行的轨道比作地球上的一条条高速公路，那么，在这些高速公路上，同样有各种车辆日夜穿梭、川流不息。不同的是，它没有警察、没有交通管制、没有道路维护和清扫人员。发生交通事故后，也没人处理和清理路障。
航天发射如今日益频繁，进入太空门槛不断降低，大量航天器过期失效，太空垃圾不断增多，路上变得越来越拥挤、脏乱，到处充斥着“各种报废车辆、交通事故残片”等抛弃物。在这样的高速公路上行驶，即便是技术再过硬的司机，也难免发生交通事故。如2009年，美国“铱星33”卫星与俄罗斯失效的“宇宙2251”卫星相撞，引起世界航天领域极大关注。这让国际社会进一步认识到太空垃圾对航天器构成的严重威胁，清除太空垃圾成为一项迫在眉睫的世界性课题。