科技日報記者 張夢然

隨著近地軌道日益擁擠，太空垃圾的碰撞風(fēng)險已威脅到衛(wèi)星運行和航天任務(wù)安全。日本研究團隊研發(fā)出一種新型等離子推進器，進而提出一種創(chuàng)新的非接觸式高效清除太空垃圾技術(shù)，有望突破現(xiàn)有清理方法的局限。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《科學(xué)報告》。

太空垃圾問題日益嚴(yán)峻，大量廢棄衛(wèi)星、火箭殘骸，以及微小碎片正以遠超子彈的速度在地球軌道上運行，對現(xiàn)役衛(wèi)星和航天器構(gòu)成嚴(yán)重威脅。日本東北大學(xué)研究團隊指出，這些不受控制的碎片顯著增加了人類可持續(xù)開展太空活動的風(fēng)險。盡管目前多數(shù)清理方案依賴直接接觸方式，但存在被碎片纏繞的隱患，而利用等離子推進器使其減速脫離軌道的新方法正成為研究熱點。

研究團隊此次提出并驗證了一種創(chuàng)新解決方案。該方法通過清除衛(wèi)星發(fā)射的等離子體，減緩太空垃圾運行速度，促使其脫離軌道并在重返大氣層時燃燒殆盡。然而，傳統(tǒng)單向噴射會產(chǎn)生強烈反沖，導(dǎo)致清除衛(wèi)星偏離目標(biāo)，削弱減速效果。為此，他們開發(fā)出一種“雙向等離子體噴射型無電極等離子體推進器”，可同時向太空垃圾方向和相反方向噴射兩股等離子體流，從而抵消反沖力，保持清除衛(wèi)星穩(wěn)定。

為增強減速效率，團隊還引入名為“尖點”的特殊磁場結(jié)構(gòu)，用以約束等離子體羽流，防止其擴散。在模擬太空環(huán)境的真空管實驗中，該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了自我平衡，還使減速力提升至此前研究報道的三倍。

此外，該推進系統(tǒng)采用廉價且豐富的氬氣作為工質(zhì)，具備良好的經(jīng)濟性和實用性。團隊表示，這一突破為高效、安全地清除太空垃圾提供了重要的技術(shù)路徑。

總編輯圈點

曾有實驗室用可視化裝置對地球上空的空間碎片進行可視化動態(tài)呈現(xiàn)。直觀來看，地球仿佛被各種線條纏繞包裹，太空垃圾可謂密密麻麻。這些太空垃圾遲早會成為大麻煩，清理地球軌道勢在必行。此次，科研人員提出一種新方案，讓衛(wèi)星可在保持自身穩(wěn)定的同時，發(fā)射等離子體，使太空垃圾減速并重返大氣層。這一系統(tǒng)高效、安全，且成本較低，具有可推廣性。清理太空垃圾是人類的責(zé)任，我們必須用對未來負責(zé)的態(tài)度來嚴(yán)肅面對這一課題。