金牛座納星將測太空垃圾分類/大公報記者周琳北京報道
隨着人類航天發射活動的頻繁，如何不讓失效衛星成為「太空垃圾」，成為各國研究的重點。9月12日，長征四號乙運載火箭在太原衛星發射中心點火升空，成功實施一箭三星發射。其中一顆搭載星為金牛座納星，該星主載荷是中國首個標配式衛星離軌帆裝置，採用了先進的微米級薄膜摺疊收攏技術，此次升空旨在驗證薄膜帆高效收攏和在軌展開技術，並實測離軌效果，將試驗衛星如何進行太空垃圾分類。該技術成本低、成熟度高，被認為最有希望進行產業化應用。
太空垃圾主要包括失效衛星、報廢的火箭助推器；航天員作業時留下的航天服、工具鏟、老虎鉗、牙刷；航天器表面脫落的材料、碎片等等。如果太空垃圾再不管理，將會存在和新衛星相撞的風險。荷里活大片《地心引力》就描繪過太空垃圾過多造成的災難。
中國在2016年就通過長征7號攜帶的「遨龍一號空間碎片主動清理飛行器」探索過太空垃圾清除相關技術。本次發射的金牛座納星由航天科技集團八院805所所屬上海埃依斯航天科技有限公司研製，其離軌帆裝置是中國首個標配式衛星離軌帆裝置。
標配化設計 適各類小衛星
據悉，裝置採用的2.5平方米的薄膜帆可以收攏成一個高爾夫球大小的模塊，布置在小衛星發射筒內空隙部位。其主要功能就是避免廢棄航天器成為太空垃圾。
805所設計師介紹，該裝置採用了先進的微米級薄膜摺疊收攏技術，展收比達到了國際一流水平，不佔用小衛星的自身包絡，可加裝至各類成熟的小衛星平台，實現了真正的標配化設計理念。
在發射過程中，離軌帆裝置隨衛星一同入軌，在衛星壽命結束後啟動帆面解鎖指令，展開大面積薄膜帆面，利用增大的氣動阻力，對衛星進行減速降軌，加速衛星軌道衰減，從而進入稠密大氣層燒毀，達到太空垃圾清除目的。
低成本高水準 有望產業化
當前，國際開展了多種旨在減緩空間碎片的研究，包括薄膜帆、電動力繩索、激光和太陽能等空間碎片清除技術。設計師介紹，在各類技術中，薄膜離軌帆技術成本低、成熟度高，可以在不同軌道和規格的各類航天器中適用，最有希望產業化應用。
薄膜帆作為一種輕質大面積薄膜結構，在相同的離軌效率下，其成本優勢明顯。相比於配置推力器等主動離軌裝置，薄膜帆以不到航天器研製成本5%的代價，提供了有效的離軌手段。
設計師介紹，目前星座計劃層出不窮，未來在近地軌道會發射越來越多的小衛星，25平方米的薄膜帆可以滿足絕大部分低軌小衛星的快速離軌需求。並且，對於一些軌道更低、質量更小的衛星，該裝置可以進一步小型化以降低成本。此外，設計團隊正在針對不同軌道高度、不同質量衛星的離軌需求，開發標準型的系列化產品，成本有望進一步降低。
