1957年,苏联发射了人类史上第一颗人造卫星,这是人造对象第一次进入太空,是人类科技的划时代进展,但同时也打开了“太空垃圾”新纪元。自此,讲好听一点,宇宙留下人类的“探索足迹”;讲直白一点,就是留下一堆碍眼又危险的垃圾。
根据欧洲太空总局(European Space Agency)的统计,目前地球轨道上共有1.3亿的太空垃圾,却只有2万个碎片受到监管。也就是说,大多数的垃圾都无法监控,成为人造卫星的安全威胁。
然而,有创业公司看到了太空垃圾的商机。
NorthStar研发太空垃圾关注卫星,计划在2021年推出
加拿大创业公司NorthStar Earth & Space(简称NorthStar)成立于2015年,是一家提供农业、林业、城市规划、太空物体关注解决方案的软件公司。根据Crunchbase的数据,NorthStar已在2018年11月取得3800万美元()的融资。
NorthStar正与太空联盟公司(The Space Alliance)合作,打造一个由40颗卫星组合的卫星群。根据Space News的报道,这些卫星每个重量约700公斤,搭载用于观测地球的高光谱和红外线相机,以及用于监测轨道的光学相机,关注太空碎片的状态,并进行数据分析,预测潜在的碰撞风险。
目前这些卫星还没开始生产,NorthStar计划在2021年推出此卫星,提供商业服务。这有望成为人类史上首个监测太空碎片的商业卫星。
人造卫星将爆炸性发展,现有系统却无法监视多数太空垃圾
NorthStar推出太空垃圾监测卫星,是因为看到人造卫星的发展趋势,以及现有监测系统的限制问题。
人造卫星的数量出现指数性的增长,因为多国政府开发大量自己国家的卫星,民营太空公司也正在筹划商业化卫星。根据欧洲太空总局(European Space Agency)估计,目前地球的人造卫星总数约5000个,但很快就会破万,光是SpaceX计划发射的卫星就有1.2万个。持续增加的人造卫星将提升碰撞风险。
此外,目前的太空垃圾主要由地面雷达或望远镜监测,但它们无法观测10厘米以下的碎片,大气层也会影响观测的准确性。然而太空碎片已是严重的问题。根据欧洲太空总局(European Space Agency)的统计,截至2019年1月,地球轨道的太空碎片已高达1.3亿个,尺寸10厘米以上的约3.4万个,1厘米以下的约1.28亿,占绝大多数。然而这些碎片却以每秒8公里以上的高速环绕地球旋转,就算尺寸小于1厘米,仍会对其他卫星造成严重损害。
这上亿个太空碎片,却只有2万个受到美国军方的监控。多数碎片都无人监控,成为人造卫星的潜在威胁。
而NorthStar开发的太空垃圾监测卫星可以解决观测问题。除了避免大气层的干扰,若这些卫星被发射到更高的轨道,可以监控更大范围的区域,提升关注垃圾的精准度,以及发现新垃圾的能力。
多家创业公司开发太空垃圾的处理服务,谁会买单?
除了NorthStar之外,全球也出现其他创业公司,试图解决太空垃圾问题。根据DeepTech深科技的报道,Astroscale、RemoveDEBRIS、CleanSpace One、E.Deorbit、Brane Craft和Leolabs等公司都提出相关的解决方案;此外,美军也参与太空垃圾的关注行列。
但成本与商业模式是这些创业公司的首要课题。建造、发射卫星都需要高额的资本投资,也需要投注大量资金开发技术;卫星成功发射后,后续维护也需要消耗大量的金钱。
更重要的问题是:谁愿意为这个服务买单?Astroscale认为,太空垃圾是商业卫星的重大威胁,因此开发商业卫星的公司,例如SapceX就需要有人提供太空垃圾的监控与清理服务。此外,他们也可以跟NASA等政府部门合作,参与政府的太空垃圾监控与清除项目。比起民营公司的订单,与政府合作可以得到更稳定的资金。
人类所到之处必有垃圾,这是从古至今不变的真理。垃圾没处理好不只污染环境,还可能造成危险,并限制科学发展与科技应用,这在太空垃圾中表露无遗。然而有垃圾处里的“需求”,就会产生相应的“商机”,现在已有不少创业公司投入太空垃圾的处理,研发相对应的解决方案。哪家创业公司的方案会被广泛采用?能有效处理太空垃圾吗?能获利吗?这些是创业公司们的生存课题,也是人类发展太空科技的重要议题。