在太空收垃圾的拖車-ESA計畫

自從蘇聯發射第一顆人造衛星史普尼克1號成功後,世界各國共執行了超過4000次以上的發射任務。伴隨這些輝煌紀錄的背後,是超過4500噸且至今仍殘留在軌道上的太空垃圾。如今,歐洲太空總署將展開太空拖車計畫,清除地球軌道上數千顆報廢衛星。

太空垃圾的分布示意圖[1]

太空垃圾泛指所有環繞地球運行但不再有利用價值的人造物,如拋棄的太空船和損壞的衛星等,甚至人為刻意散佈與反衛星武器試驗都會產生大量太空垃圾。這些太空垃圾在地球軌道中高速運行,若與人造衛星、太空船或國際太空站相撞,會危及設備甚至太空人的生命。電影《地心引力》中,俄羅斯用飛彈炸毀衛星時的計算失誤,導致產生大量太空垃圾,碎片撞上環繞地球的美國太空梭而引發一連串浩劫,就是對此潛在危機相當寫實的刻劃。因此,太空垃圾也成為了國際問題。NASA和ESA都認為必須清除大空間碎片以穩定軌道環境,原因是大空間碎片經常會在某個位置碰撞,導致碎片破碎並折斷。這些碰撞導致產生了更多的碎屑,這些碎屑也與不斷增長的垃圾聯繫在一起。

太空垃圾隨時間推移而逐漸佈滿軌道[2]

太空人漂浮於太空中[3]

繼日本宇宙航空研究機構提出的白鸛6號衛星清除方案後,歐洲太空總署選擇瑞士ClearSpace新創公司完成清理地球軌道的任務,任務名稱為Clearspace-1。此任務使用一艘自動駕駛的拖車太空船,針對2013年以來環繞於地球上方約700多公里的軌道的部分ESA火箭設備,而選定的碎片代表處於非活動狀態並且位於低地球軌道上的人造物體,使用機器手臂將抓住失效的火箭設備並回收,然後返回地球,讓Clearspace-1和火箭碎片在大氣層中燃燒殆盡。假設任務成功,則該任務將用於演示從軌道上清除太空垃圾的技術,為將來的任務清理空間鋪平道路。歐洲太空總署已批准該財團為該項目提交最終提案,該提案定於2020年3月進行,計畫在2025年執行ClearSpace-1首次任務。

Clearspace-1任務說明[4]

拖車太空船清除太空垃圾說明[5]

第一個處理的太空垃圾,將是火箭頂部的整流罩(右邊的那一片)[6]

    目前地球上空有近2000顆運作中的衛星和3000多顆失效衛星,未來幾年,隨著越來越多的國家和機構發射衛星和太空船,這一問題會變得越來越嚴峻。想像一下,如果歷史上所有失去的船隻仍然漂泊在水面上,在公海上航行將是多麼危險,這便是當前的軌道狀況。隨著歐洲太空總署成員國對清理任務給予大力支持,也為今後必不可少的新商業服務點亮了引路燈。

文章參考來源:

1. ESA 太空拖車任務將清除環繞地球的報廢衛星(檢索日期2020/01/14)
https://technews.tw/2019/12/15/tow-truck-will-clean-up-earths-orbit-and-remove-defunct-satellites/
2. ESA commissions world’s first space debris removal (檢索日期2020/01/14)
http://www.esa.int/Safety_Security/Clean_Space/ESA_commissions_world_s_first_space_debris_removal
3. 地球外竟有75萬件太空垃圾!科學家研擬解決辦法,軌道清理衛星預計2023年升空(檢索日期2020/01/14)
https://www.storm.mg/article/872329
4. ClearSpace-1(檢索日期2020/01/14)
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/12/ClearSpace-1
5. ClearSpace-1 set to clean up space debris(檢索日期2020/01/14)
https://www.theengineer.co.uk/esa-clearspace-space-debris/
6. Swiss startup ClearSpace wins ESA contract to deorbit Vega rocket debris(檢索日期2020/01/14)
https://spacenews.com/swiss-startup-clearspace-wins-esa-contract-to-deorbit-vega-rocket-debris/

圖片引用來源:

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_debris, retrieved January 14, 2020
2. https://www.ydn.com.tw/News/232842, retrieved January 14, 2020
3. https://blog.fangweb.com/2018/10/23/%E5%BD%B1%E8%A9%95%E3%80%8A%E5%9C%B0%E5%BF%83%E5%BC%95%E5%8A%9B%E3%80%8B-%E8%83%BD%E6%B4%BB%E8%91%97%E7%9C%9F%E5%A5%BD/zh-tw/?__cf_chl_jschl_tk__=87ed6a7e541c81bd560e023e234e337309e63279-1578916096-0-AcI6WJhkFxpkg79j4D34-7NOQI8V8jrYhOz9iDOY2F0TGCe7a-MGnYtD-6Pt7nCzSsbs0OrgDppXCbS9BXSZr_xRt5IDZYVAZHv4U46rDaL_jNd_4HK-ph4EUkOIq1xdVxsbRsHmnQhA4lPrbdIFWp3rwSRqHUwxQn4ZVQp7aStYBuMCH4zOGEZMtkvqtIkvSq33Yj-14udtsawbBpJDBcL9btY4S7gQqpV4PfOwHNFSqVnFerLjEWOH6oe6Ir0E5DG-6U3K_bsSZyiVqqpqPJ6y0IVevfkeDXiwZjSUtNZwHtEkldH1rk1B0C0OXkaa-r9R2uitXlZoeuPI14IW8XkW6aLPS5tN146xltSIYVZKxHM3fGEoZElIDouzdzn05rAW75HoYXTs7M1DK1aOrQWndhyljpYyE-3-kUpOjNg2VfKqk0owoJ3ilIjrkpkwmw, retrieved January 14, 2020
4. https://actu.epfl.ch/news/epfl-startup-heads-a-mission-to-clean-up-space/, retrieved January 14, 2020
5. https://www.thetimes.co.uk/article/european-space-agency-picks-swiss-start-up-clearspace-to-clean-up-debris-from-orbit-63nftsfc9, retrieved January 14, 2020
6. https://www.chinatimes.com/realtimenews/20191210005082-260408?chdtv, retrieved January 14, 2020