文/ 龔自正

中國為什么要開展空間碎片移除研究

文/ 龔自正

加強(qiáng)空間碎片研究，對保障我國空間資產(chǎn)安全、維護(hù)國家安全和利益、確保國際外空事務(wù)主導(dǎo)地位和太空話語權(quán)、塑立航天大國責(zé)任和形象、引領(lǐng)高新科技創(chuàng)新發(fā)展、促進(jìn)生成新興太空經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)模式等具有十分重大意義。

小碎片大安全

到2017年底，我國在軌衛(wèi)星超過180余顆，2020年預(yù)計(jì)超過200顆。我國即將全面構(gòu)建衛(wèi)星遙感、通信廣播、導(dǎo)航定位三大空間基礎(chǔ)設(shè)施體系，正在實(shí)施載人航天工程第三階段——長期運(yùn)行的空間站計(jì)劃，正在啟動(dòng)以月球探測為核心的深空探測計(jì)劃等重大空間專項(xiàng)計(jì)劃。這些航天器運(yùn)行軌道大多數(shù)處于空間碎片密集區(qū)域，碎片撞擊將直接導(dǎo)致航天器損傷或失效，造成巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事?lián)p失，甚至危及空間系統(tǒng)安全乃至國家安全。

發(fā)展空間碎片移除技術(shù)與能力，是確保我國空間資產(chǎn)安全運(yùn)行、維護(hù)國家安全和利益的重要保證。

小碎片大形象

由于空間碎片對空間長期可持續(xù)性應(yīng)用帶來嚴(yán)重影響，空間碎片已成為國際航天界和國際社會(huì)面臨的重大挑戰(zhàn)，保護(hù)空間環(huán)境是全人類共同的責(zé)任和唯一選擇，這已經(jīng)成為各國的普遍共識，必將成為國際社會(huì)和聯(lián)合國極為重要的基本準(zhǔn)則?？臻g碎片也是聯(lián)合國外空委、IADC等國際多邊外交博弈中一個(gè)既具有長期性又具有緊迫性的主要議題，既涉及國際形象，又關(guān)系著國家利益和責(zé)任。

發(fā)展空間碎片主動(dòng)移除技術(shù)，既有助于樹立我國負(fù)責(zé)任的航天大國形象，同時(shí)，更是提升、確保我國國際空間碎片事務(wù)的主導(dǎo)地位，維護(hù)我國太空話語權(quán)的根本保障。

小碎片大創(chuàng)新

空間碎片移除涉及的技術(shù)廣泛，針對不同尺度、不同特性的空間碎片，需要天地一體化監(jiān)測，移除技術(shù)手段更是豐富多樣，如機(jī)械臂抓捕移除、柔性飛網(wǎng)捕獲移除、高能激光移除、離子束推移移除、靜電力增阻離軌、磁場發(fā)生器捕獲離軌等。發(fā)展空間碎片主動(dòng)移除技術(shù)與能力，將促進(jìn)不同學(xué)科和技術(shù)的交叉融合，不僅將帶動(dòng)天文學(xué)與天體物理、空間科學(xué)、光電子學(xué)、超高速碰撞動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，而且會(huì)引領(lǐng)空間遙感與原位感知、高精度探測、機(jī)械制造、先進(jìn)控制與推進(jìn)、新型材料應(yīng)用等相關(guān)高新技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，帶動(dòng)科技整體進(jìn)步。

▲ 長征二號丁運(yùn)載火箭

小碎片大經(jīng)濟(jì)

一方面，通過碎片移除降低在軌資產(chǎn)遭受空間碎片碰撞事件的可能性，提高在軌資產(chǎn)壽命，減少經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，越來越多的空間碎片將逐漸占滿有限的軌道資源，特別是地球同步軌道資源，目前資料顯示每移除一個(gè)軌位資源可賺取2000萬～5000萬美元左右的利潤。通過先進(jìn)的技術(shù)手段移除特定區(qū)域的空間碎片，可為有需要的航天國家或機(jī)構(gòu)提供必要的軌道，是空間技術(shù)在碎片移除領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，有助于占據(jù)潛在的、有限的空間軌道資源，具有廣闊的國際市場，蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展空間碎片移除技術(shù)與能力，將開辟空間業(yè)務(wù)新領(lǐng)域、促進(jìn)生成新興太空產(chǎn)業(yè)模式、孕育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

總之，發(fā)展空間碎片移除技術(shù)與能力，對保護(hù)空間資產(chǎn)安全、保障航天事業(yè)可持續(xù)發(fā)展、維護(hù)國家安全和利益、引領(lǐng)科技創(chuàng)新、搶占國際太空市場先機(jī)、促進(jìn)太空經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)國家太空話語權(quán)、凸顯航天大國責(zé)任和形象具有重要戰(zhàn)略意義?！?/p>

夏丹