經過近70年的太空探索，太空垃圾愈演愈烈。這些垃圾漂浮在低地球軌道，包括耗盡燃料的一級火箭和停止運行的衛星，對國際空間站和未來的太空發射構成長期威脅。為了解決這個問題，美國宇航局開始探索一個具有革命性的新想法，利用所謂的“碎片清除”衛星清理太空垃圾。
6月20日從國際空間站釋放的垃圾清理衛星
根據歐洲空間操作中心太空碎片辦公室公佈的數據，太空垃圾問題愈演愈烈。與此同時，航天機構和私營宇航公司希望發射更多衛星，同時打造太空棲息地。在這種背景下，美國宇航局開始探索革命性的太空垃圾清理方案。
最近，科學家從國際空間站釋放“碎片清除”衛星，進行一系列主動碎片清除（ADR）技術驗證。這顆衛星由薩里衛星技術公司（SSTL）和薩里太空中心組裝，裝有多家歐洲宇宙公司提供的實驗儀器。它的寬度在1米左右，重100公斤，是迄今為止從空間站釋放的最大衛星。
藝術概念圖，地球周圍密密麻麻的衛星
“碎片清除”衛星的用途是驗證捕網和捕叉從軌道中捕獲和清除太空碎片的效用。SSTL公司首席執行官馬丁·斯維汀在一份聲明中表示：“SSTL在設計和製造低成本小型衛星方面的技術是主動碎片清除任務能否成功的關鍵。在清理地球軌道的太空垃圾方面，我們將開啟一個新時代。”
主動碎片清除任務將由一個主衛星平臺（100公斤左右）構成，一旦進入軌道便部署兩顆立方體衛星，充當人造垃圾，驗證捕網、捕叉、視覺導航和拖帆等技術。該計劃由薩里太空中心領導，歐洲委員會和項目參與者共同出資。
捕網藝術概念圖
第一項實驗中，代號“DebrisSat 1”的立方體衛星將給攜帶的氣球充氣，模擬大塊太空垃圾。“碎片清除”衛星隨後拋出捕網，捕獲這塊垃圾，而後將其拖入大氣層，最後打開捕網，讓垃圾在大氣層中燃燒殆盡。
第二項實驗中，代號“DebrisSat 2”的立方體衛星將測試母星的追蹤和激光測距技術、算法以及視覺導航技術。第三項實驗將在2019年3月進行，測試捕叉獵捕太空垃圾的能力。由於法律方面的原因，捕叉並不會拿真實衛星開刀，而是母星伸出一條機械臂，在末端放置一個目標，測試捕叉獵捕目標的精準度。捕叉的尾部繫有繩索，發射速度達到每秒20米。
太空垃圾對國際空間站的安全構成威脅
6月20日，利用加拿大機械臂，“碎片清除”衛星從空間站的“希望”號實驗艙釋放。薩里太空中心負責人吉爾勒莫·阿格勒蒂指出，與機械臂相比，捕網這種方式不僅靈活，同時風險較低，能夠捕獲旋轉或者形狀不規則的太空垃圾。如果用機械臂，很容易將垃圾弄碎，反而得不償失。
地球周圍的太空垃圾
第一次捕網實驗將在9月登場，10月進行第二次。完成這些實驗後，母星將展開拖帆，充當制動裝置。拖帆將與地球外層大氣中的空氣分子相撞，逐漸降低衛星軌道，直至進入更濃密的大氣層並燃燒殆盡。通過這種方式，衛星在清除太空垃圾的同時並不會製造新的垃圾。
最後，“碎片清除”衛星將測試一系列能夠讓軌道垃圾清理簡單易行並且具有成本效益的關鍵技術。一旦通過驗證，空間站將在未來部署更多“碎片清除”衛星，清除對空間站和衛星構成威脅的太空垃圾。
拖帆藝術概念圖
Nanoracks公司負責人康諾·布朗表示：“能夠幫助實施這種具有突破性的任務，我們感到非常榮幸。‘碎片清除’衛星將驗證一系列令人興奮的主動碎片清除技術，能夠對太空碎片的管理產生重要影響。此外，這項計劃也將彰顯小型衛星的能力，同時證明空間站可以充當小型衛星任務的一個平臺。我們對實驗結果以及這項計劃在未來幾年帶來的影響充滿期待。”
捕叉擊中目標
除了“碎片清除”衛星，空間站最近還收到一個用於探測太空碎片的新工具——太空碎片傳感器。這個傳感器安裝在空間站外部，用於監測小尺寸太空碎片的撞擊。通過提高監測能力和太空垃圾清理技術，我們能夠確保低地球軌道商業化的順利啟動。（漫步宇宙）
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