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英國政府投資軌道碎片清除技術

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2021年11月3日

圖、英國政府投資軌道碎片清除技術
 
隨著從衛星導航到氣象衛星觀測等對衛星的依賴性不斷增加,太空產業對經濟的價值越來越大。而其中,太空碎片和軌道擁擠是全球太空產業面臨的最大挑戰之一。目前,漂浮在太空中的太空碎片(debris)估計有90萬塊,包含老舊的衛星和太空人丟棄的工具。
 
最近,英國太空總署(UK Space Agency)正式與產業聯盟簽約,要求2025年前將兩個太空飛行器從低軌道清除。產業聯盟分別由瑞士新創公司ClearSpace和日本軌道碎片清除公司Astroscale帶領,共獲得了約70萬英鎊(100萬美元)的資金,以在2022年3月底前完成可行性研究。
 
根據英國太空總署的主動碎片清除0-A階段可行性研究計畫(Active Debris Removal Phase 0-A Feasibility Study),Astroscale和ClearSpace的任務是研究如何使兩顆失效的衛星脫離軌道,這些衛星在最初設計開發時並沒有到考慮到回收和清除的問題。英國科學部長George Freeman表示,英國太空戰略(National Space Strategy)包括在清除太空碎片方面的技術。
 
Astroscale

日本軌道碎片清除公司Astroscale將與歐洲衛星製造商Thales Alenia Space和加拿大機器人和衛星系統公司MDA合作展開可行性研究。
 
Thales Alenia Space負責開發飛行器的推進系統和包括加油在內的在軌整修,未來如果進入製造階段,將負責服務太空船主體的組裝、整合和驗證工作。
 
Astroscale設想的「透過創新捕捉方式清潔外層太空任務」(Cleaning Outer Space Mission through Innovative Capture;COSMIC),將是ELSA-m的延伸計畫。ELSA-m是Astroscale正在與歐洲太空總署(ESA)和低軌道衛星網路運營商OneWeb合作開發的飛行器,可以在一次任務中幫助三或四個太空廢棄物脫離軌道。ELSA-m將在2022年5月進行關鍵設計審查,預計2024年發射。

ESLA-m 和 COSMIC 採用的技術不同,分別適用於不同的清潔任務,兩個技術的說明如下:
  • ELSA-m採用磁力捕獲機制(magnetic capture mechanism),它只能幫助有配備對接板(docking plate)的衛星脫離軌道。
  • COSMIC計畫利用「機械手臂或抓取機制」,能夠捕獲ELSA-m無法處理的廢棄衛星。
COSMIC計畫也與Astroscale正在為日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)進行的主動碎片清除(ADRAS-J)任務有重疊。JAXA正在尋求技術協助對沒有接板的廢棄火箭末節進行軌道脫離,Astroscale的飛行器預計2023年由Rocket Lab發射,首先檢查廢棄火箭,並在2025年開始清除工作。
 
ClearSpace

瑞士新創公司ClearSpace將與英國小型衛星製造商SSTL、西班牙解決方案供應商Elecnor Deimos和英國政府支持的非營利性組織Satellite Applications Catapult等合作。
 
ClearSpace在2021年6月30日宣佈成功取得400萬瑞士法郎(約440萬美元)的資金。此外歐洲太空總署也為其ClearSpace-1碎片清除任務投資了8600萬歐元(1億美元),任務將於2025年進行。(822字;圖1)
 
 
參考資料:
UK funds studies to remove two spacecraft from LEO. SpaceNews, 2021/10/26.
軌道衛星運營商之需求也是太空商機所在。科技產業資訊室(iKnow),2021/10/8。
太空垃圾清理 日本開發配備脈衝式雷射照射衛星。科技產業資訊室(iKnow),2021/10/8。



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