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太空垃圾需要清扫。
随着科学技术的进步，越来越多的人造天体进入太空，这些人造天体大部分将变成太空垃圾，由此可见，太空垃圾的数量在逐年增加，这将对新太空飞船和载人太空任务构成潜在威胁。寻找从地球轨道移除太空垃圾的有效方法变得日益紧迫。
太空垃圾(Space debris、Orbital debris或Space junk)是围绕地球轨道的无用人造物体;太空垃圾小到由人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个飞船残骸构成。
美国国家航空航天局(NASA)将投资研发二维宇宙飞船，这种航天器使用特殊的二维薄膜材料制成，可以包裹住太空垃圾并使其离开轨道。
二维宇宙飞船的推进剂以液体形式储存在两片薄膜之间宽度为10微米的缝隙中。一个大小为1平方米的二维宇宙飞船重量约为35克，因此这种宇宙飞船将大大降低太空发射的成本。
处理“太空垃圾”迫在眉睫
随着航天事业的发展，太空上开始出现越来越多的垃圾，如何清理他们已经成为新难题。下面就来介绍一下可以清理太空垃圾的“七大神器”。
“太空弹弓”。为了节省燃料，美国德州农工大学提出“弹弓-卫星太空清扫器”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。
“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。
“太空残骸清除法”。美国弗吉尼亚州雷神BBN科技公司的丹尼尔-格雷戈里(Daniel Gregory)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。他们在高海拔平原释放气球爆炸，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。
“电力残骸消除网”。2011年，恒星科技和研究公司提出“电力残骸消除网”计划，这种太阳能动力网状结构可以在十几年之内消除低地球轨道所有大型人造卫星残骸。它是由多个纳米人造卫星组建一个网络，彼此连接一根电传导胶带，长度为3公里，这种庞大网状结构穿过地球磁场可产生电压，能够捕获太空残骸和人造卫星碎片。
“电动系链”。2014年初，日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)提议“电动系链”策略来有效消除太空残骸，电动系链的电流可以减缓人造卫星碎片或者太空垃圾的速度。减速的人造卫星碎片将逐渐降落至地面，燃烧殆尽，预计2015年将进行电动系链测试。
“清洁太空一号”。这是一种技术示范太空飞船，预计将于2018年从改良版“空中巴士A300”大型喷气式客机背部发射，之后它将与退役“瑞士立方”纳米人造卫星会合，移除太空残骸。
“脱轨任务”。该太空任务是2014年初提出的，旨在搜寻并清除轨道高度为800-1000公里极轨道区域的废弃人造卫星残骸，欧洲宇航局拟发射一个“太空捕捉器”，通过“织女星”火箭发射，重量为1.6吨。
几个世纪以来，天文学家一直惊叹于复杂的 星座 、一扫而过的彗星和月球的稳定相位。然而，从20世纪50年代开始人类首次突破地球大气层后的60年里，天空被一些不那么令人兴奋的东西挤满：这就是“太空垃圾”。
太空专家表示，目前至少有2.5万个物体正在地球上空疾驰，包括废弃的火箭助推器、报废的卫星和各种太空任务完成后解体的微小碎片，其中一些物体的速度达到每秒8公里。碎片不断增加，撞击到其他碎片上，造成更多碎片，将仍在运行的航天器置于危险中。
如果不清理现有的碎片以防止进一步积累，这样的碰撞很可能会呈指数级增长。由此产生的积聚使轨道条件变得危险，威胁到宇航员的生命，并危及有价值的太空技术和研究。整个轨道可能会受到污染，无法使用。
航天大国需要优先考虑这一问题，以确保未来几代人的空间经济安全和可持续性，但这将需要大规模合作并有赖于大量创新。
共同的“烂摊子”，共担责任
2021年，俄罗斯反卫星试验产生的碎片导致国际空间站（ISS）上的机组人员躲在太空舱里，随时准备疏散。虽然他们当时安然无恙，但在今年早些时候，一块碎片在国际空间站的一个机械臂的隔热罩上刺穿了一个5毫米宽的洞。
从油漆桶大小的碎片到校车大小的助推器，近地轨道上的“太空垃圾”对科学家数十年的研究和 探索 努力构成了几乎不可估量的风险。随着像美国太空 探索 技术公司（SpaceX）的“星链”（Starlink）这样的巨型卫星网络继续发射，这种风险比以往任何时候都要大。
LeoLabs是一家隶属于斯坦福大学国际研究院的 科技 初创企业，该公司高级技术研究员达伦·麦克奈特（Darren McKnight）认识到应对这一挑战的必要性。他说，这需要领导力，但他表示，为什么我们不能合作清理越积越多的“烂摊子”？
解决方案：四臂机器人VS.磁铁卫星
签署方包括空中客车公司和洛克希德-马丁公司，以及其他许多在航天制造和旅行领域的知名企业。一些签署方与全球未来空间理事会集思广益，提出了防止碰撞的“统一交通管理系统”，商定了所有利益攸关方坚持的可持续性政策，并为退役卫星和其他碎片创造了报废清除技术。
欧洲航天局（ESA）已经在努力清理近地轨道，近地轨道的碎片构成了最大威胁。该机构选择了瑞士公司ClearSpace，签署一份价值1.04亿美元的合同，以捕获大型碎片并使其脱轨。首席工程师穆里尔·理查兹（Muriel Richards）表示，计划于2025年启动空间碎片清除任务，发射名为ClearSpace-1的四臂机器人，它将像爪子一样运行。
“碎片物体会随机翻滚，”理查兹说，“机器人的动作要与物体的速度相匹配，减慢翻滚速度，然后抓住它。最后，机器人把自己放在一个回到大气层的轨道上。”将碎片带入地球大气层，会使它们燃烧或无害地降落到太平洋上。
另一家日本太空初创公司AstroScale也在进行类似的项目。AstroScale正在开发一种名为ELSA-d的航天器，重达200公斤，这将是世界上第一颗使用磁铁收集太空垃圾的卫星，与美国太空部队的“轨道原动力计划”相联系。
另类方案：“就地取材”重新利用
其他计划包括将碎片进一步送入“墓地轨道”，在那里它们不能干扰大多数太空旅行和现有的卫星或太空望远镜。一些工程师希望，更大的物体，如报废的火箭机身，可以被重新用于小型空间站。旅行者太空公司旗下的NanoRack公司高级副总裁马歇尔·史密斯（Marshall Smith）认为，这可能是处理碎片的一种经济高效的方式。他们目前正在研究在太空中焊接的工作原理，以便在不需要返回地球的情况下，可以将轨道上的材料投入使用。
至于较小的物体，比如那些已经损坏了的国际空间站碎片，对于正在服役的宇宙飞船和卫星而言仍有责任进行导航，以避免潜在的撞击。限制更多微小碎片的产生也是至关重要的。航海者航天控股公司董事长兼首席执行官迪伦·泰勒（Dylan Taylor）撰文称，在地球上，这意味着国家和私人企业之间的全球合作，必须不惜一切代价避免重演Iridium碰撞事故或反卫星试验碰撞事件。
一些公司甚至与世界经济论坛合作，创建空间可持续发展评级(SSR)，预计将于2022年推出。任何组织在执行任务期间自愿提交关于其可持续性工作的表格，都将根据任务的碎片缓解方法、为避免碰撞而采取的措施、与国际准则的一致性等情况获得分数。泰勒希望SSR将鼓励整个行业减少浪费和提高透明度。
警告“凯斯勒综合征”实时上演
欧洲航天局警告，如果世界“一切照旧”，我们可能会看到“凯斯勒综合征”实时上演。该术语以美国宇航局前科学家唐纳德·凯斯勒（Donald Kessler）的名字命名，描述了一种潜在的灾难性多米诺骨牌效应，类似于2013年科幻**《地心引力》中虚构的碎片风暴。
“卫星碰撞会产生轨道碎片，每一次碰撞都会增加进一步碰撞的可能性，导致地球周围碎片带的增长，”凯斯勒在1978年写道，“这样的地球轨道带中的碎片通量可能会超过自然流星体的通量，影响未来的航天器设计。”
接受这一挑战，意味着要拯救生命和敢于耗费金钱。此外，它还可以促进更强劲的空间经济。用于清洁太空和防撞目的的新型工具，如ELSA-d或ClearSpace-1，将需要无限期地维护，对碎片负责将使卫星制造商、商业宇航员和空间组织感到放心：太空旅行是安全的。
泰勒表示，抓紧时间清理太空垃圾将表明太空行业对可持续发展的承诺，并为未来的空间发展铺平道路。
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