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欧设计"帆形飞船" 欲清理距地700公里轨道垃圾

http://www.kexue.com 2013-12-28 01:48:20 腾讯科学  发表评论


帆形航天器具有极大的应用潜力,可以作为轨道清理飞船和行星际探索飞船

“薄纱帆”航天器体积小,但展开后可达到5×5米

  帆形航天器的应用范围极广,从外形上看,都是一张巨大的薄膜,但是这个薄膜却不一般,如果是太阳帆飞船,那么就是一种薄膜镜面,通过太阳风的辐射压推动飞船前进。太阳帆飞船与传统的飞船不一样,其加速较为缓慢,达到一定的速度需要很长一段时间,但是最大速度却是非常惊人的,科学家认为太阳帆飞船具备了飞出太阳系的潜能,而且现在我们所掌握的太阳帆技术完全可以用于行星际的探索飞行,日本和美国都在研制太阳帆飞。

  帆形航天器的另一种重要用途是打造轨道清理机器人,欧洲空间局的科学家正在研发一种“薄纱帆”航天器,这是一种超轻型材质,可以用于清理轨道上的垃圾,比如已经失效的卫星、火箭发射时产生的空间碎片等。当卫星等航天器完成其工作使命后就面临被弃用的局面,失去控制的卫星可对其他航天器产生威胁,有些航天器在轨道上漂泊了十多年的时间仍然没有进入大气层烧毁,比如在2005年的时候,美国31年前发射的火箭残骸与中国5年前发射的火箭残骸发生碰撞,在距离地面大约885公里的高度上。

  欧洲空间局打造“薄纱帆”航天器体积非常小,只有15x15x25厘米,重量只有2公斤左右,当其进入轨道后就可以展开到5×5米,足以拖垮质量达到700公斤的卫星,其材质使用的极为轻质的碳纤维,由萨里空间中心的研究人员开发,其主要用于近地轨道上的垃圾清理工作,大约在700公里的高度上执行轨道来及清理,对于一些轨道高度较高的卫星,“薄纱帆”航天器还可以使用太阳光压推进,不需要使用质量庞大的发动机,使用太阳帆技术来降低轨道。

  “薄纱帆”航天器一直在接受严格的测试,其中包括热环境、振动以及真空试验,研究团队希望在2014年进行一次在轨测试,通过背驮式的发射方式进入轨道,一旦“薄纱帆”航天器进入预定轨道,就可以进行部署测试,大约在2至3周的时间可证明太阳帆推进的效率如何。

  “薄纱帆”航天器通过大型帆形结构捕获在轨失效的航天器,并使用太阳帆推进将航天器脱离轨道,进入大气层内烧毁,只要大约25年的时间可以清理轨道上的空间垃圾,萨里大学教授Vaios Lappas认为“薄纱帆”航天器目前已经完成了设计和制造,欧洲空间局的技术人员也认为“薄纱帆”航天器具有极强的商业价值,其技术涉及到清理空间垃圾和太阳帆动力的应用,前景十分广阔。(Everett)

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