新型推進器實現非接觸清除太空垃圾

科技日報記者 張夢然

隨着近地軌道日益擁擠，太空垃圾的碰撞風險已威脅到衞星運行和航天任務安全。日本研究團隊研發出一種新型等離子推進器，進而提出一種創新的非接觸式高效清除太空垃圾技術，有望突破現有清理方法的侷限。相關成果發表於新一期《科學報告》。

太空垃圾問題日益嚴峻，大量廢棄衞星、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，對現役衞星和航天器構成嚴重威脅。日本東北大學研究團隊指出，這些不受控制的碎片顯著增加了人類可持續開展太空活動的風險。儘管目前多數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脱離軌道的新方法正成為研究熱點。

研究團隊此次提出並驗證了一種創新解決方案。該方法通過清除衞星發射的等離子體，減緩太空垃圾運行速度，促使其脱離軌道並在重返大氣層時燃燒殆盡。然而，傳統單向噴射會產生強烈反衝，導致清除衞星偏離目標，削弱減速效果。為此，他們開發出一種“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，從而抵消反衝力，保持清除衞星穩定。

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

此外，該推進系統採用廉價且豐富的氬氣作為工質，具備良好的經濟性和實用性。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呈現。直觀來看，地球彷彿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，讓衞星可在保持自身穩定的同時，發射等離子體，使太空垃圾減速並重返大氣層。這一系統高效、安全，且成本較低，具有可推廣性。清理太空垃圾是人類的責任，我們必須用對未來負責的態度來嚴肅面對這一課題。