日本要發力清掃「小塊太空垃圾」

2017/02/08


  日本政府和民營企業將共同推進廢棄人工衛星和火箭等太空垃圾對策。太空垃圾被稱為「空間碎片」。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)將監視小型碎片以免産生碰撞事故,川崎重工也將開發處理碎片的專用衛星。隨著小型衛星等太空技術不斷進步,航空相關的商業正在擴大。為了控制風險,處理急劇增加的空間碎片成為當務之急。

 

地球周圍的太空垃圾(效果圖)

 

  日本宇宙航空研究開發機構將設法捕捉10釐米左右的小型碎片。此前,該機構只將1.6米以上的碎片列為監視對象。今後將在岡山縣設置NEC的地面雷達,由三菱電機對正在使用的大型光學望遠鏡進行改造,以提高觀測性能。此外,還將引入富士通的分析系統,用來辨別空間碎片和查明運作軌道。

 

  日本宇宙航空研究開發機構此前一直在收集數據,但精度不夠高,還曾通過美國政府獲取數據。今後將強化能力,達到與美國相當的觀測水準。力爭2017年度內動工,到2020年度開始試運作,預計總工程費約為100億日元。

 

  2月,日本宇宙航空研究開發機構利用無人貨運飛船「鸛」6號機進行了清除碎片的實驗,但飛船未能按計劃行動。空間碎片不斷增加,與衛星和國際太空站(ISS)碰撞的風險在不斷升高。實驗負責組長井上浩一表示,「只要太空環境惡化的現狀不改變,就必須繼續採取對策」。

 

  川崎重工將開發專門用來去除空間碎片的小型衛星,計劃3年內發射試驗機。如果實現實用化將成為全球首例。衛星的尺寸約為1立方米左右,重約100千克,價格爭取控制在數十億日元程度。

 

  川崎重工將利用在工業機器人領域積累的技術,開發捕獲空間碎片的專用「圖像感測器」,同時也在開發捕獲碎片並進行固定的「夾持裝置」,將碎片帶入大氣層後燒燬。捕捉對象設想為重約5噸的兩級火箭的殘骸等。

 

  聯合國也在探討空間碎片對策,日本政府的方針是讓企業負有火箭發射後不産生空間碎片的義務。川崎重工預測三菱重工業等火箭發射企業存在需求。計劃到2025年度,使太空業務的銷售額達到約100億日元,是目前的2~3倍。

 

  在東京擁有研發基地的初創企業Astroscale將於2017年下半年發射用於觀測空間碎片的小型衛星。該衛星可以觀測到數量多達數億的0.1~數毫米的微小空間碎片。目前衛星的組裝工作已經完成,進入了軟體開發階段。Astroscale將製作碎片的分佈圖,向研究機構和相關企業銷售。

 

  空間碎片在過去20年裏增加了一倍。隨著衛星的小型化和民營企業紛紛涉足太空領域,預計今後也將快速增加。如果不採取對策,碎片相互碰撞再産生新的碎片這一惡性循環的風險在不斷升高。

 

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