各国清理太空垃圾计划金牛座纳星将测太空垃圾分类姜贤秀

各国清理太空垃圾计划，金牛座纳星将测太空垃圾分类

美国“太空弹弓”

?为节省燃料，美国得州农工大学提出该方案，能够捕获太空垃圾，再将太空垃圾投向地球大气层燃烧，之后使用动量航行至下一个太空残骸目标进行清除。2013年初，研究人员仍在审查这一设计方案。

英国“立方太阳帆”

?英国提议建造“立方太阳帆”，使用小型人造卫星带动太阳帆捕获太空残骸至低轨道最初计划于2011年实施，但目前该计划仍在筹划之中，期待生产商萨里太空中心制造更多小型人造卫星来实现。

美国“太空残骸清除法”

?美国弗吉尼亚州雷神BBN科技公司提出一种策略——在大气层制造“爆炸”，使人造卫星残骸进入低轨道燃烧。2012年初进行的研究测试表明该方法足以扰乱低地球轨道太空残骸的运行路径。

随着人类航天发射活动的频繁，如何不让失效卫星成为“太空垃圾”，成为各国研究的重点。9月12日，长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功实施一箭三星发射。

其中一颗搭载星为金牛座纳星，该星主载荷是中国首个标配式卫星离轨帆装置，採用了先进的微米级薄膜摺叠收拢技术，此次升空旨在验证薄膜帆高效收拢和在轨展开技术，并实测离轨效果，将试验卫星如何进行太空垃圾分类。该技术成本低、成熟度高，被认为最有希望进行产业化应用。

太空垃圾主要包括失效卫星、报废的火箭助推器；航天员作业时留下的航天服、工具铲、老虎钳、牙刷；航天器表面脱落的材料、碎片等等。如果太空垃圾再不管理，将会存在和新卫星相撞的风险。荷里活大片《地心引力》就描绘过太空垃圾过多造成的灾难。

中国在2016年就通过长征7号携带的“遨龙一号空间碎片主动清理飞行器”探索过太空垃圾清除相关技术。本次发射的金牛座纳星由航天科技集团八院805所所属上海埃依斯航天科技有限公司研製，其离轨帆装置是中国首个标配式卫星离轨帆装置。

标配化设计 适各类小卫星

据悉，装置採用的2.5平方米的薄膜帆可以收拢成一个高尔夫球大小的模块，布置在小卫星发射筒内空隙部位。其主要功能就是避免废弃航天器成为太空垃圾。

805所设计师介绍，该装置採用了先进的微米级薄膜摺叠收拢技术，展收比达到了国际一流水平，不佔用小卫星的自身包络，可加装至各类成熟的小卫星平台，实现了真正的标配化设计理念。

在发射过程中，离轨帆装置随卫星一同入轨，在卫星寿命结束后启动帆面解锁指令，展开大面积薄膜帆面，利用增大的气动阻力，对卫星进行减速降轨，加速卫星轨道衰减，从而进入稠密大气层烧毁，达到太空垃圾清除目的。

低成本高水準 有望产业化

当前，国际开展了多种旨在减缓空间碎片的研究，包括薄膜帆、电动力绳索、激光和太阳能等空间碎片清除技术。设计师介绍，在各类技术中，薄膜离轨帆技术成本低、成熟度高，可以在不同轨道和规格的各类航天器中适用，最有希望产业化应用。

薄膜帆作为一种轻质大面积薄膜结构，在相同的离轨效率下，其成本优势明显。相比於配置推力器等主动离轨装置，薄膜帆以不到航天器研製成本5%的代价，提供了有效的离轨手段。

设计师介绍，目前星座计劃层出不穷，未来在近地轨道会发射越来越多的小卫星，25平方米的薄膜帆可以满足绝大部分低轨小卫星的快速离轨需求。并且，对於一些轨道更低、质量更小的卫星，该装置可以进一步小型化以降低成本。此外，设计团队正在针对不同轨道高度、不同质量卫星的离轨需求，开发标準型的系列化产品，成本有望进一步降低。

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