科学技术

2026.06.09

图为韩国航空宇宙研究院宇宙探测组首席研究员金珉基介绍可用于捕获和清除太空垃圾的离轨装置。图片来源:韩国航空宇宙研究院

图为韩国航空宇宙研究院宇宙探测组首席研究员金珉基介绍可用于捕获和清除太空垃圾的离轨装置。图片来源:韩国航空宇宙研究院



      韩宣网6月9日电(记者高贤井)漂浮在地球轨道上的太空垃圾正成为新的安全隐患。已经报废的卫星和火箭残骸以每秒8公里以上的速度飞行,对航天器和宇航员安全构成威胁。曾经只在电影中出现的太空碎片碰撞场景,如今已成为现实世界必须面对的问题。

      韩国宇宙航空厅去年的统计数据显示,目前已确认的太空垃圾数量超过2万个。其中一部分会坠落回地球,但大多数仍停留在轨道上,增加了与其他航天器发生碰撞的风险。而更棘手的是,清理这些太空垃圾需要投入巨额资金。

      为攻克这一难题,韩国航空宇宙研究院推出了解决方案。该研究院近日宣布,已研发出一种能够在近地轨道捕获并清除太空垃圾的离轨装置,且成功完成了地面试验。其核心技术在于“分离式系统”架构,将清除太空垃圾的卫星与负责执行离轨任务的装置分开,实现功能分工。

      以往的太空碎片清除方式通常是由“清扫卫星”捕获太空垃圾后,与垃圾一同进入大气层烧毁。由于每执行一次任务就要损失一颗价值不菲的卫星,这种方式成本高昂。

      对此,韩国航空宇宙研究院提出了一种新方案:在一颗清扫卫星上搭载多个小型离轨装置。清扫卫星无需随目标一同坠毁,而是继续留在轨道上执行后续任务;每个离轨装置则独立附着于目标太空垃圾,负责其离轨和清除工作。研究院指出,该设计架构显著提升了设备的重复使用能力,并大幅降低了清除太空垃圾的成本。

图为在韩国航空宇宙研究院卫星试验楼发射环境试验室内进行测试的离轨装置。图片来源:韩国航空宇宙研究院

图为在韩国航空宇宙研究院卫星试验楼发射环境试验室内进行测试的离轨装置。图片来源:韩国航空宇宙研究院



      此次开发的离轨装置体积仅与家用电饭煲相当,但其设计颇为精密。首先,装置会利用带有黏附功能的牵引板固定在太空垃圾表面,并将其拉至装置附近。随后,四个夹爪将太空垃圾牢牢固定,同时“阻力帆”会自动向四周展开。尽管装置本体小巧,但展开后的阻力帆面积可增至约25平方米。

      这种阻力帆无需推进器,也不需要额外供电,仅依靠储存的弹性势能即可展开。当阻力帆展开后,会与近地轨道中稀薄的大气微粒发生摩擦,从而产生阻力。借助这种阻力,太空垃圾的运行速度逐渐降低,其轨道高度也会随之不断下降。最终,太空垃圾重新进入地球大气层,并在该过程中燃烧殆尽,实现离轨。

      在进入实际太空应用前,研究团队已成功完成牵引、捕获及阻力帆展开等三项关键功能的地面验证。值得关注的是,研究团队将电动驱动装置的使用降至最低,从而验证了在近乎无动力的情况之下,该技术清除太空垃圾的可能性。

      这项技术不仅可用于清理太空垃圾,还有望应用于交会对接技术、太阳帆推进技术等多种航天领域。

      韩国航空宇宙研究院宇宙探测组首席研究员金珉基表示,目前地球周围的太空垃圾数量仍在持续增加。此次研究验证了一种兼具可重复使用性与经济性的全新太空垃圾清除技术,是一项重要的研究成果。

      hjkoh@korea.kr