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太空垃圾清洁工?这是一位日本企业家的理想

时间:2018-3-16 11:23 | 作者:佚名 | 编辑:csrworld | 点击:2715
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东京电 — Astroscale 公司位于东京的办公楼坐落在一个由仓库和工厂包围的工业区内,对于一个正寻求进入废品管理业务的公司来说,这个位置似乎十分合理。

但是当人们走进其办公楼内时就会发现,这家公司的创始人冈田光信(Mitsunobu Okada)的目标远远不止是成为一个普通的“清洁工”。教学用的行星图片装饰着会议室的大门,一个角落里摆着卫星实物模型,冈田光信接待公司的客人时,身上穿的深蓝色 T 恤上印着公司的口号“Space Sweepers”(太空清洁工)。

Astroscale 公司位于东京的工厂中用于测试该公司 IDEA OSG 1 卫星零件的真空室。这颗卫星将编制太空碎片密度的数据,计划于明年发射。 图片版权:Ko Sasaki /《纽约时报》(The New York Times)

作为一位企业家,冈田的理想是创立第一家太空垃圾回收公司,致力于回收人类最难够到的垃圾:燃尽的各级火箭、不再活动的卫星,以及地球上空自人造卫星 Sputnik 发射迎来太空时代后不断聚集的其它空间碎片。三年前,他创立了 Astroscale 公司,因为他相信,国家太空事业机构所面临的这个问题拖住了他们的脚步,如果能让一家小型营利私人公司来接手,可以更快速地处理这个问题。

43 岁的冈田光信将公司总部设在了创业环境良好的新加坡,却选择在日本成立太空飞船的建设基地,原因是在日本更容易找到更多的工程师。冈田说:“我们都知道,对于一家太空机构来说,垃圾处理听上去并不是什么特别酷的工作,并不足以说服纳税人来筹集资金。我的突破点在于弄清楚要如何将它变成一门生意。”

过去半个世纪以来,低地球轨道充斥着越来越多的空间碎片,太空机构和科学家警告,卫星和载人航天器发生碰撞的危险正日益增加。美国空军现在正在跟踪约 2.3 万块从地面检测到的较大的太空垃圾(尺寸约为 10 厘米或更大)。

科学家说,太空中可能有几千万颗尺寸更小的碎片,譬如螺栓或者冻住的大块发动机冷却剂,这些碎片都是无法从地面上检测到的。它们沿轨道移动的速度非常快,所以即使是最小的碎片也足以像子弹头那样形成致命危险。1983 年,航天飞机“挑战者号” (Challenger)返回地球时,一块油漆片的撞击就在它的挡风玻璃上留下了一个豌豆大小的凹痕。

人类所制定的新的太空计划令低地球轨道更为繁忙,也令其对地面上的通讯来说变得更加重要。Spacex 和 OneWeb 等公司正致力于创造由成百上千颗卫星组成的大型卫星网络,以提供互联网连接和手机信号覆盖。移动的卫星数量的增长增加了碰撞的风险,而这些碰撞会扰乱通讯。2009 年,一颗当时处于休眠状态的俄罗斯军事卫星撞上一颗美国私人通信卫星,曾造成卫星电话用户信号的短暂中断。

更糟糕的是,每次这样的碰撞会产生更多碎片,可能引发连锁撞击反应,造成低地球轨道无法运作。


位于加利福尼亚州的 Aerospace Corporation 是一个由联邦政府资助的研究和发展中心,其中的研究员威廉·艾洛(William Ailor)称:“如果我们不开始消除这些碎片,碎片环境将变得不稳定,碎片群的数量会越来越多,而这可能会影响卫星的运行能力。”


冈田是一位前政府官员和互联网企业家,他说,4 年前的中年危机促使他重新追寻自己自童年起对太空怀有的激情。1988 年,还是一名少年的他乘飞机前往阿拉巴马州,参加位于亨茨维尔的美国太空及火箭中心(U.S. Space and Rocket Center)的美国太空营(United States Space Camp),后来他选择进入普渡大学(Purdue University)商学院读书——这是他崇拜的尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)的母校。

后来冈田意识到,他可以利用自己的创业经验(他曾在 2009 年成立一家软件公司),并以此为跳板进入其它空间碎片项目。

为了了解该行业的其它项目,他去参加了各种会议。对此他说:“所有的项目听上去都充斥着政府式的行事风格,不够干脆,动作不够快。我从创业界出身,我们做计划只会思考几天或几周,而不是几年。”


Astroscale 公司创始人冈田光信与一个设计用于从低地球轨道拦截和消除碎片的卫星模型。图片版权:Ko Sasaki /《纽约时报》
冈田称自己已经设计了一个靠清除空间碎片来盈利的两步计划。第一步,Astroscale 公司计划明年推出一个重 22.6 千克、名为 IDEA OSG 1 的卫星,由俄罗斯火箭发射上天。卫星将携带用于测量碎片撞击次数的面板,这些面板能测量出尺寸不到 1 毫米的碎片。冈田称,Astroscale 公司将使用此数据来编制出第一张有关不同高度和位置上碎片密度的详细地图,然后可以将它出售给卫星运营商和太空机构。

冈田称:“我们需要在早期阶段、在我们真正进行空间碎片清理工作之前就获得收入,以此来证明我们是一家商业公司。”他补充说,自己目前已经从投资者那里筹得了 4300 万美元的资金。

而在 2018 年,他将实行一个更雄心勃勃的计划。冈田表示 Astroscale 公司将发射一艘名为 ELSA 1 号的飞船。ELSA 1 飞船比之前的飞船要大,飞船上将会装有传感器和机动推进器,使它能够跟踪和拦截单块碎片。

对于如何收集空间碎片,该公司确定了一种轻量而简单的方法:胶。Astroscale 公司与一家日本化学公司合作研发出了一种胶粘剂,能够覆盖 ELSA 1 号飞船上如晚餐盘子般大小的一块平面。飞船撞到一块空间碎片后,会将其粘住,然后拖出轨道。ELSA 1 号飞船和碎片则会在重返大气层时燃尽。


重达 22.6 千克的 IDEA OSG 1 卫星将携带用于测量来自碎片的撞击次数的面板,这些面板能测量出尺寸不到 1 毫米的碎片。 图片版权:Ko Sasaki /《纽约时报》 
使空间碎片脱离轨道的概念并不新奇。随着近几年空间碎片问题的解决变得日益紧迫,太空机构和公司提出了数十种清理低地球轨道的概念。

美国空军曾建议使用一种“激光扫帚”,使用基于地面的激光照射所产生的热量蒸发掉太空垃圾的人表面物质,构成反冲影响碎片轨道,将其推入大气层。

其它提案包括使用机械臂、网、系绳,甚至使用鱼叉来叉住碎片。专家们说,困难之处在于建造一艘无人太空船用于跟踪、靠近并抓住空间碎片——以每小时 27358.8 千米速度在太空翻滚着的深色物体。

马里兰大学(University of Maryland)航空航天工程教授雷蒙德•塞奇威克(Raymond J. Sedwick)说:“你可以试想一下在溜冰场上抓住一个旋转中的溜冰者的情景。只不过这次要抓的不是一个人,而是一辆 SUV 汽车。并且你不能去到现场,而是远程操控一架无人机,那儿的光线不好,你只有有限的感应数据,没有任何明显的地方让你抓住,而且你的操作可能还会比实际情况延后一段时间。

塞奇威克博士说,“我们需要采取一些行动”来处理空间碎片。

即使有了合适的技术,这个项目还面临着另一个难题——成本。

冈田称,要将数千万乃至数亿美元的垃圾处理价格降低,关键在于减轻重量。他说,Elsa 1 号飞船的胶粘剂重量只有几盎司重(1 盎司相当于 28.35 克),远比 45 千克的机械臂要轻,他公司的工程师已经发现了让飞船重量减到 90.7 千克的办法,使它比其它提议中的飞船都要轻得多。

冈田说:“在美国,航空航天行业的工程师对于登上火星这样的项目更感兴趣,对太空垃圾处理工作则没什么兴趣。日本则没有这么多有趣的太空任务,所以工程师们对于我的想法都感到很兴奋。”

他还说,Astroscale 公司将先与经营大型卫星网络的公司签订合同,帮助那些公司清除报废了的卫星。他说,如果一家公司运行着一千颗卫星,其中肯定有几颗是有故障的。Astroscale 公司会帮助这些公司清除这些报废的卫星,将位置腾出给其它有效运行的卫星。

他说:“我们的第一个目标不是清理随机的碎片,而是清理我们客户发射的卫星。随着我们的技术不断完善,我们可以逐步开始清除碎片的工作。”

他说,这种做法也能有效地避开一个国际法有关清除空间碎片方面的障碍——获得碎片所有者的允许。根据一项 1967 年订立的条约,太空中的人造物体所有权属于发射国,未经允许,其它国家不能碰触。

冈田说,想办法绕开各种的障碍并不只是商业问题,它还意味着去实现他的童年梦想。

冈田说:“在解决一个没有人知道如何解决的问题的同时,我也看到了一个商业机会。但我之所以这么有热情,是因为我可以重温自己年轻时的太空梦。”


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