【科學尬新聞】 像旋轉咖啡杯清除太空垃圾

文/台北市立天文館 |2021.12.07
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美國NASA宣稱,目前有超過2萬7000個比壘球大的太空碎片,正在繞地球軌道運行,它們的速度高達每小時2萬8000公里,足以讓一小塊碎片摧毀衛星或太空探測器。地球軌道上充滿各類太空垃圾,不僅可能妨礙日後衛星、火箭等發射任務,甚至也會造成太空站或衛星運行時,可能遭太空垃圾撞擊的風險。圖/Dribble

文/台北市立天文館

美國NASA宣稱,目前有超過2萬7000個比壘球大的太空碎片,正在繞地球軌道運行,它們的速度高達每小時2萬8000公里,足以讓一小塊碎片摧毀衛星或太空探測器。地球軌道上充滿各類太空垃圾,不僅可能妨礙日後衛星、火箭等發射任務,甚至也會造成太空站或衛星運行時,可能遭太空垃圾撞擊的風險。

因此,如果世界各國持續發射更多的火箭和衛星,清理這些太空垃圾將是一項重要的任務。雖然美國空軍監視系統會持續觀察地球軌道上衛星活動狀況,以及太空垃圾是否造成影響,但仍有不少太空垃圾因為體積較小,造成監視系統難以追蹤。猶他大學(University of Utah)機械工程研究所發現了一種利用「旋轉磁鐵」來操縱軌道上太空垃圾的方法,可以更靈活地清除太空垃圾或修復人造衛星。這項研究發表在10月的《Nature》。

六重維度 多方吸引



其中原理概念就像是利用旋轉磁鐵,在太空中移動非磁化的金屬物體。當金屬碎片(太空垃圾)受到不斷變化的磁場影響時,電子在金屬內循環,形成環形迴路,就像迷你旋轉咖啡杯,會一圈又一圈不斷旋轉。

這個過程將碎片變成了一個能產生力矩的電磁鐵,如此就可以在不抓住碎片的情況下控制它們的去向。

雖然利用磁電流來操縱太空中物體的想法並不新鮮,但研究人員發現,以協調的方式使用多個磁場源可以讓物體以多重維度(高達6個)運動,包括旋轉它們。在此之前,人們只知道如何在一個維度移動它們,比如只是推動它們。有了這些新知識,科學家可以阻止一顆受損的衛星瘋狂旋轉,從而修復它,而這在以前是不可能辦到的。

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