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太阳能帆可以清理太空垃圾

未来的卫星可以部署太阳能帆来帮助拆除漂浮在地球周围的太空垃圾,一艘小型新航天器有望使其成为可能。

一颗鞋盒大小的英国卫星计划于明年发射,以测试太阳帆如何充当大气制动器,并在激烈的跳水中完成任务。任务规划者表示,如果成功,为期一年的任务将有助于开发出更大、更好的太阳帆航天器,能够在地球周围的太空中搜寻危险的太空垃圾。

只要有一种廉价、可靠的方法来结束航天器的生命,就可以在很大程度上限制地球周围空间碎片云的大小。即使是航天飞机任务和国际空间站也必须偶尔躲避太空垃圾,这些垃圾已经累积到50年来遗弃航天器留下的6000多吨碎片。

大多数卫星都依赖于基于推进剂的操纵器,这些操纵器可能在任务结束时仍能工作,也可能不仍能工作。即使考虑到携带所有推进剂的发射费用,这一点也不算在内。相比之下,立方体卫星只需展开一个16平方英尺(5平方米)的帆。这艘6/6磅(3公斤)重的帆船定于2011年底下水。

英国萨里大学的航空航天工程师Vaios Lappas说:“将船帆用作‘无推进剂’脱轨系统,将使获得的额外质量用于有效载荷或进一步延长卫星的寿命。”

这样的帆将依靠阳光的力量,并使科学家能够测试太阳能航行作为其他必须携带自己推进剂的太空发动机的太空推进替代方案。它还代表了一种更便宜、可能更可靠的后备技术。

小卫星,大任务

立方体卫星可以作为一颗小型纳米卫星与其他任务一起搭载发射。据拉普帕斯介绍,它的目标高度为435至497英里(700至800公里),并进入太阳同步轨道,以便与太阳在天空中的运动相匹配。

然而,没有一艘航天器以太阳帆作为主要推进手段,部分原因是发射失败,削弱了总部位于加利福尼亚州的行星协会和美国国家航空航天局的努力。日本在2004年成功部署了太阳能帆,但没有尝试将其用于受控飞行。

这使得萨里大学的团队在欧洲航空航天公司Astrium的支持下,努力确保任务的成功。

拉普帕斯在接受《太空网》采访时表示:“我们正在使用众所周知的材料、组件和简单的设计,使我们的设计尽可能简单。”

拆除太空垃圾

成功可能会导致未来的立方体卫星设计能够附着在现有的太空垃圾上并将其取下,这样航天国家最终可以开始清理一些轨道垃圾。

拉普帕斯说:“保护我们的地球和环境是可持续发展的关键。”

根据太空监视网络的数据,最后估计,轨道上有20000多块太空垃圾。但研究人员表示,解决太空垃圾问题可能需要一颗纳米卫星来接近一块高速飞行的太空垃圾。

Lappas指出,CubeSail团队已经开始研究低成本技术,可以将小型卫星转化为太空碎片清理器。但就目前而言,质量高达1100磅(500公斤)的卫星可能很快就会使用立方体卫星的设计,以更便宜、更有效的方式结束自己的生命。

拉普帕斯说:“我们正在努力使用强度更高、质量更轻的碳纤维吊杆来制造更大的船帆。”


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