[解读科学]清扫还是猎捕？日本公开惊人太空垃圾清除技术

日本正在开发的太空垃圾清理飞船的细节外观被公开。名义上用于清理，但在紧急情况下也可充当“猎手”，即用于摧毁敌国卫星网络，因此其性能和规格备受关注。

日本Astroscale公司正在研发的太空垃圾清除飞船“ELSA-M”想象图。图片由Astroscale公司提供

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日本民营航天初创企业Astroscale公司本月13日在其YouTube官方账号上发布了一段视频，介绍正在开发中的太空垃圾清理用轨道飞行器。该公司在视频中指出：“太空已经拥挤到危险的程度，必须采取行动。”视频提到，地球轨道上有2200多颗失效卫星，由于卫星碎片已经发生超过630次碰撞。随后，他们公开了正在开发的新型太空垃圾清理轨道飞行器的外观，这一飞行器名为ELSA-M（End of Life Service by Astroscale - Multiple，Astroscale多目标寿命终结服务）。视频中还补充称其为“世界首个多目标清除服务提供者（The world's first remover servicer）”。这意味着它在一次发射后，可以在不同位置移动，依次清除多颗目标卫星。

该公司还通过视频展示了ELSA-M实际执行任务的方式。ELSA-M会追踪客户提供的目标卫星位置，接近后先进行目视检查，然后执行对准与对接操作，使自身的方向和速度与目标相匹配。与欧洲等地正在研究使用钩子或渔网等物理捕获手段不同，ELSA-M利用强力磁铁捕获委托方的卫星。之后启动推进器，将其拖拽到重力足以让其坠入大气层的较低轨道高度。随后，它会与失效卫星分离，脱离后再调整轨道，去寻找下一个目标。

当天，该公司还公开了第二代对接板模型，可在轨运行15年以上，并能更容易地捕获目标。公司表示，这“将成为提供多种服务选项以及更负责任地使用地球轨道资源的一个非常有用的起点”。此前，该公司已于2021年将第一代型号ELSA-D送入轨道进行试验发射，并在去年成功演示了利用磁力反复捕获目标物体。但数个月后飞行器发生故障，后续开发工作被迫中止。

日本Astroscale公司在本月13日公开的虚拟视频中，正在开发的清理太空垃圾飞船“ELSA-M”（左）与目标卫星进行对接。

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Astroscale公司是由欧洲航天局（European Space Agency）和英国航天局（UK Space Agency）等出资的欧日合资企业。尤其是其与英国卫星互联网企业One-Web签订了合同。One-Web计划将6000多颗小型卫星送入地球近地轨道，从2024年起，拟利用ELSA-M捕获失效卫星并将其拖入大气层烧毁的方式予以清除。为此，One-Web的卫星都安装了与ELSA-M磁力捕获装置完全匹配的对接板。

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失效卫星和碎片等太空垃圾正以每秒7.5公里以上的惊人速度绕地球飞行。位置探测、接近、对准、对接、捕获等环节都极其复杂。然而，日益增多的太空垃圾已经对国际空间站（International Space Station）和各类卫星运行、天文观测等造成严重影响。同时，燃料补给、维修等卫星运维服务的需求也在不断上升。在此背景下，太空垃圾清除技术在本国卫星防护和敌国卫星清除等安全层面也大有用武之地。因此，各主要大国都在全力研发太空垃圾清除技术。外界认为，美国已经通过正在执行秘密任务的X-37B空天飞机事实上掌握了相关能力。中国方面，实践21号卫星也在去年2月成功完成了失效卫星清除技术的演示。韩国方面，韩国科学技术院（KAIST）人造卫星研究所正与政府合作，计划到2027年前投入约500亿韩元，开发并发射“捕集卫星1号”。

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