新型推进器实现非接触清除太空垃圾

科技日报记者 张梦然

随着近地轨道日益拥挤，太空垃圾的碰撞风险已威胁到卫星运行和航天任务安全。日本研究团队研发出一种新型等离子推进器，进而提出一种创新的非接触式高效清除太空垃圾技术，有望突破现有清理方法的局限。相关成果发表于新一期《科学报告》。

太空垃圾问题日益严峻，大量废弃卫星、火箭残骸，以及微小碎片正以远超子弹的速度在地球轨道上运行，对现役卫星和航天器构成严重威胁。日本东北大学研究团队指出，这些不受控制的碎片显著增加了人类可持续开展太空活动的风险。尽管目前多数清理方案依赖直接接触方式，但存在被碎片缠绕的隐患，而利用等离子推进器使其减速脱离轨道的新方法正成为研究热点。

研究团队此次提出并验证了一种创新解决方案。该方法通过清除卫星发射的等离子体，减缓太空垃圾运行速度，促使其脱离轨道并在重返大气层时燃烧殆尽。然而，传统单向喷射会产生强烈反冲，导致清除卫星偏离目标，削弱减速效果。为此，他们开发出一种“双向等离子体喷射型无电极等离子体推进器”，可同时向太空垃圾方向和相反方向喷射两股等离子体流，从而抵消反冲力，保持清除卫星稳定。

为增强减速效率，团队还引入名为“尖点”的特殊磁场结构，用以约束等离子体羽流，防止其扩散。在模拟太空环境的真空管实验中，该系统不仅实现了自我平衡，还使减速力提升至此前研究报道的三倍。

此外，该推进系统采用廉价且丰富的氩气作为工质，具备良好的经济性和实用性。团队表示，这一突破为高效、安全地清除太空垃圾提供了重要的技术路径。

总编辑圈点

曾有实验室用可视化装置对地球上空的空间碎片进行可视化动态呈现。直观来看，地球仿佛被各种线条缠绕包裹，太空垃圾可谓密密麻麻。这些太空垃圾迟早会成为大麻烦，清理地球轨道势在必行。此次，科研人员提出一种新方案，让卫星可在保持自身稳定的同时，发射等离子体，使太空垃圾减速并重返大气层。这一系统高效、安全，且成本较低，具有可推广性。清理太空垃圾是人类的责任，我们必须用对未来负责的态度来严肃面对这一课题。