【澎湃新闻】百万太空垃圾缠地球，率先出征的清道夫为何是这家瑞士初创？
截至2018年 ， 约23500颗卫星被人类送上太空 ， 其中只有1650颗仍在使用 。
当5G通信商在雄心勃勃地讨论千星组网 ， 运载火箭用“一箭104星”展示惊人发射力 ， 有关太空垃圾的焦虑正在发酵 。
近日 ， 欧洲空间局（ESA）公布了世界首个太空垃圾清除项目 ， 计划在2025年执行 。 略显意外的是 ， 他们挑中的清道夫并非知名航天巨头 ， 而是一家瑞士初创企业 。
提起瑞士 ， 你可能想到手表、军刀或滑雪 ， 却一定不会想到航天 。 毕竟 ， 这个国家在10年前才发射了史上第一颗卫星 。
“大的航天公司太求稳了 ， 报价很高 。 ”1月14日 ， 项目负责人之一、洛桑联邦理工学院航天中心（eSpace）主任杨-保罗?柯奈（Jean-Paul Kneib）在接受澎湃新闻采访人员专访表示 。 “欧空局看中了我们的视野：孕育出一个全新的太空产业 。 ”
飞驰而拥挤的“赛车场”
地球上空的交通状况相当不妙 。
柯奈表示 ， 目前约2万颗卫星已经“死去” ， 绝大多数堆积在高度为3.6万公里的地球同步轨道上 。
这是因为 ， 该高度上的卫星能停留在天空的固定方位 ， 而不会像日月星辰一样东升西落 ， 从而与地面获取最大的联络时间 。 这对导航卫星、通信卫星、气象卫星等都至关重要 。
想起面对满位停车场的绝望了吗？情况还要更糟 。 毕竟 ， 停车场里的汽车静止不动 ， 而“停”在轨道里的这些卫星还在像子弹一样飞行 ， 一小片就极具杀伤力 。
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受到外界扰动 ， 它们可能会相撞 ， 碎裂成更多的残骸 。 碎片接着连锁相撞 ， 影响到其它航天器 ， 点燃一场太空碎片“大爆炸” 。 这就是美国科学家凯斯勒在1978年提出的警告 ， 被称作“凯斯勒症候” 。
这一警告因首个人造卫星交通事故而愈显严肃 。 2009年2月 ， 美国的铱星33通信卫星与一颗已经报废的苏联卫星在西伯利亚上空相撞 ， 至少产生了数千碎片 。
柯奈引用美国军方监测数据说道 ， 在环绕地球的物件中 ， 直径大于1厘米的超过100个 ， 直径大于10厘米的人造物件超过3万个 ， 更小规模难以计数 。 为此 ， 国际空间站几乎每周都要微调一下位置 ， 躲避太空垃圾的攻击 。
蓬勃产业遗落一地鸡毛
柯奈认为 ， 在几大蓬勃发展的趋势下 ， 太空垃圾日益增长不可避免 。
首先 ， 自冷战结束后 ， 美俄的军用卫星发射数量虽然消停了不少 ， 但来自民营部门的增长量十分可观 。 2017年上天的民营卫星数量已是政府卫星的三倍以上 。
其次 ， 大型运载火箭成本持续下降的同时 ， 卫星也走向迷你化 。 这等于说不仅是高铁票价下降了 ， 每个座位还能坐下一家三口 ， 流量的增加可想而知 。
2017年 ， 印度发射“一箭104星” ， 天女撒花一举打破世界纪录 。 2018年 ， 马斯克的SpaceX公司也玩过“一箭64星” ， 结果仅仅四个月后就有19颗失联 ， 成为新增的太空垃圾 。
最后 ， 5G大热带动了星座组网、天空基站的概念 。 SpaceX除了已被批准1.2万颗的“星链”计划 ， 还在申报共计3万颗的卫星部署计划 。 美国科技公司亚马逊和英国通信公司OneWeb（一网）也各自提出了3236颗和1980多颗卫星的全球覆盖 。
柯奈预计 ， 这些星座网络未来每年将产生200颗报废卫星 。 野心勃勃的太空产业遗落一地鸡毛 ， 谁来打扫？
太空清道夫
联合国虽已开始重视这个问题 ， 但柯奈认为 ， 太空垃圾很难依靠强制监管来解决 。 “这就像车位满了 ， 你总不能把别人的车强行拖走 ， 然后把自己的车停进去吧 。 ”他说道 。
产业化的“太空拖车”是更为现实的方向 ， 然而 ， 太空清障在技术上尚未走出第一步 。 “因此 ， 我们和欧空局合作的这第一个项目很重要 。 ”
“清洁太空”公司（Clean Space）脱胎于洛桑联邦理工学院航天中心的一个研究项目 。 该校学生参与的瑞士第一颗卫星“瑞士一号”发射后不久 ， 回收问题就被提上议程 。
eSpace提出的设想是 ， 发射携带四个机械臂的卫星捕捉“瑞士一号” ， 拖入地球大气层一同焚烧 。
在项目设计日渐成熟之际 ， 欧空局就世界首个太空垃圾清除项目展开竞选 ， “清洁太空”公司最终被挑中 。
欧空局指定的清除目标 ， 是一块一人高的卫星支架 ， 曾在2013年用于连接发射的卫星 。 支架呈圆锥形 ， 重100千克 ， 目前位于高800千米的轨道上 。 而“瑞士一号”的轨道高度约720公里 。
【澎湃新闻】百万太空垃圾缠地球，率先出征的清道夫为何是这家瑞士初创？。为了节省成本 ， 清洁太空公司打算一石二鸟 ， 先发射卫星在500千米高度轨道上进行测试 ， 伺机先后抓住“瑞士一号”和欧空局卫星支架 ， 同归于尽 。
卫星计划于2021年开始制造 ， 2025年执行任务 。
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“清洁太空”项目示意图
价格仍是太空拖车产业化最大的挑战 。 “我们预计清除‘瑞士一号’卫星的成本在400万欧元左右 。 鉴于当初发射它只花了100万欧元 ， 显然这笔生意并不划算 。 ”柯奈说道 。 “欧空局那个垃圾体积更大 ， 清除起来更贵 ， 大概要上1亿欧元 。 ”
柯奈强调 ， 这毕竟是第一次任务 。 他们后续计划把类似规模垃圾的清理成本降低到100-1000万欧元左右 。
事实上 ， 相比于其他大型的竞争对手 ， 清洁太空公司此次赢得欧空局青睐的原因之一就是成本较低 。 “大公司作风稳妥 ， 不想承担风险 ， 所以预算会很贵 。 ”柯奈说道 。
在他看来 ， 这是两种截然不同的思路 。 大公司们只想先完成眼前这项任务 ， 如果引来了更多客户再做考量 。 但清洁太空公已认定太空清理生意大有可为 ， 设计方案时带有商业思维 。
“我想欧空局欣赏我们的视野 ， ”柯奈说道 ， “他们看到了一个全新的太空行业 。 ”
从技术角度来讲 ， 太空垃圾子弹一般的速度构成最大难点 。 如何准确地辨认出指定目标而不误抓住别人的卫星？机械臂如何稳稳地固定目标而不制造出更多的碎片？这背后需要用到人工智能等新兴工具 。
另一种思路是 ， 用电磁感应原理远程制动 ， 让太空垃圾减速后再行捕获 。 但柯奈指出 ， 这种方案只能应用在装有特定金属的卫星身上 。 因此 ， 业内现在也有人呼吁 ， 未来发射卫星必须安装可以接收电磁感应控制的金属 。
【澎湃新闻】百万太空垃圾缠地球，率先出征的清道夫为何是这家瑞士初创？。无论如何 ， 柯奈看到了太空可持续发展将重新定义太空物流链和太空经济学 。
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