如何清理太空垃圾

周军

随着航天技术迅猛发展，航天器发射越来越频繁，这给人类生活带来各种便利的同时，也不可避免地使大量太空垃圾滞留在茫茫宇宙中。太空垃圾既对在轨运行的航天器和后续航天发射构成风险，又使空间轨道资源日益紧缺。

太空垃圾，是指人类在太空活动中产生的废弃物及衍生物。太空垃圾相互碰撞，产生的碎片又将诱发更多的碰撞。如此连锁反应，导致太空垃圾数量急剧增加。

截至2020年，尺寸大于10厘米的太空垃圾数量已超过3.4万个，尚有数以万计的微小碎片未在编目之内。太空垃圾的质量从几克至几吨不等，尺寸在几毫米至数十米之间。有些太空垃圾个头不大，但飞行速度极快，达到每秒6～7千米。这些太空垃圾对航天发射、在轨卫星和载人航天器构成极大威胁。清除太空垃圾已成为一项迫在眉睫的世界性课题。

为确保航天器发射、在轨运行的安全和空间轨道资源的可持续性利用，科学家们正在积极探索一系列应对太空垃圾的方法。要知道，即使停止一切航天器发射任务，太空垃圾也会因为不断的连续碰撞而继续增加。要清除日益增多的太空垃圾，就要找到更先进的技术手段。

随着人类社会发展，网的捕获对象已从水中游弋的鱼类，逐步扩展到地面奔跑的野兽、空中飞行的鸟禽等。到了现代，网捕技术得到进一步应用拓展，出现了诸如警用网枪、飞机拦阻网等产品。

欧洲航天局的科学家们受网捕技术应用拓展的启发，推出了一种由发射器、系绳、飞网、收口机构等部件组成的太空柔性飞网捕获系统。其具体设想为：执行捕获任务时，发射一艘载有飞网捕获系统的太空拖船，发現并接近太空垃圾后，选择时机向捕获目标发射展开一张由柔性绳索编织而成的大型飞网，将太空垃圾包裹起来，再通过收口机构收紧网口完成捕获，最后由太空拖船将其拖离。

与传统机械臂爪等刚性捕获方式相比，飞网的柔性可以有效减少捕获过程中可能发生的碰撞，通过对太空拖船的控制，让其在距捕获目标百米以外实施捕获，安全性相对较高。飞网属于一种稀疏结构，使用很少的材料就可覆盖相当大的空间范围。质量3千克左右的飞网，捕获面积可达近千平方米，对太空垃圾的识别与测量、太空拖船制导控制的精度要求相对较低，非常适合废弃卫星和大型空间碎片等太空垃圾的清除，具有安全性高、捕获面积大、控制精度要求低等特点。

当然了，要真正实现飞网捕获系统的应用，还面临一些技术难题。主要是对飞网制作的材料性能要求高，必须具有高强度、低密度、耐高温低温、抗强辐射、耐热氧、柔软光滑等特性，能满足捕获任务和空间环境需求。

在不久的将来，人类一定能将飞网应用拓展至太空，在清除太空垃圾、和平利用太空方面有所作为。

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