Astroscale偵查衛星近距離拍攝太空飛行垃圾太空清理產業曙光初現

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科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳發表於 2024年6月19日

圖、Astroscale偵查衛星近距離拍攝太空飛行垃圾太空清理產業曙光初現

在人類探索太空的進程中，留下了大量無人監管的太空垃圾危及太空飛行器安全，成為一大隱患。日本新創公司Astroscale成立的願景即是解決此一問題，並於近期取得了重大進展。該公司所開發的小型衛星「ADRAS-J」經過數月部署，終於成功靠近一枚自2009年起遊蕩於地球低軌道的二級火箭殘骸，距離僅50公尺，完成了太空觀測的重要任務。

這項名為「商業垃圾清理示範計劃」(CRD2)的太空任務，由日本宇宙航空研究發展機構(JAXA)策劃發包，旨在嘗試並建立起安全有效拖離已棄置物體的作業流程。Astroscale所擔綱的第一階段便是研發出可靠近並勘察目標物體的偵查衛星，為後續實際抓捕拖離的動作先行測試並蒐集數據。經過半年多的航行，ADRAS-J終於在6月14日傳回令人振奮的近距離影像，正式達成關鍵里程碑。

這枚150公斤重的小型偵查衛星，於2月初由Rocket Lab的小型運載火箭送入太空。之後便運用GPS定位和地面望遠鏡觀測資料，開始朝目標物體的軌道緩緩接近。當距離進入數公里範圍，衛星就開始改以自身攝影機計算兩者間的相對位置和速度，經過Astroscale團隊自行開發的影像比對演算法，逐步縮小距離至最終的50公尺。

這次任務最大的挑戰，在於目標殘骸物體完全沒有任何感應或對接用的設備，屬於「未經準備目標」。這種情況比想像中困難許多，必須依賴機載紅外線攝影機和電腦視覺技術，透過擷取殘骸的外觀、形狀、自轉速率等各種資訊，才能估算出雙方的相對位置和軌道，據以持續調整航向，最終達成靠近目標的目的。

此外，由於殘骸本身無發送訊號或定位資料的能力，Astroscale團隊完全依賴地面望遠鏡和雷達站提供的粗略軌道資訊出發，比一般衛星對接作業增添了不少挑戰性。為克服這項困難，公司投入大量研發精進軟體，才能在有限的先驅資訊下，持續校正掌握目標位置的演算法。透過不斷地資料回傳、演算和修正航向，ADRAS-J才得以如此精準無誤地抵達目標附近。

靠近殘骸本身只是整個計劃的第一階段目標。Astroscale表示，未來還將試圖讓ADRAS-J環繞目標航行，從各個角度蒐集更多影像和科學數據，對殘骸的形體和結構狀況加以詳細檢視紀錄。這些關鍵資訊將對日後的第二階段的抓捕和拖離太空垃圾行動，提供寶貴的依據和參考。

太空垃圾問題一直是太空界的頭號難題。隨著太空探索熱潮不斷升溫，各類衛星和太空飛行器發射利用完後，留在軌道上的碎片越來越多，加上偶爾的意外碰撞，產生了大量流浪且無法控制的太空碎片，對太空飛行器的航行造成嚴重全風險問題。因此，Astroscale透過技術創新方式，解決太空垃圾的持續累積與碰撞風險，也使其成為太空清理產業的開路先鋒。(1001字；圖1)

參考資料：
Astroscale's space junk inspection satellite snaps a close-up photo of a discarded rocket stage. TechCrunch, 2024/06/17.
Historic Approach to Space Debris: Astroscale's ADRAS-J Closes in by 50 Meters. Astroscale, 2024/06/14.

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Astroscale偵查衛星近距離拍攝太空飛行垃圾 太空清理產業曙光初現

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