如果我们能按照国防高级研究计划局(DARPA)的设想,我们日益严重的太空垃圾问题或许可以变成一个在轨的备用卫星零件销售市场。美国国防部下属的科研机构启动了一项名为“凤凰”(Phoenix)的新计划,旨在利用目前闲置在地球上方约 22,000 英里处的地球同步轨道上的退役和报废卫星,制造新的卫星。
废弃的卫星在“墓地轨道”中数量相对充裕,这些轨道被用来让它们基本上避开新近投入使用且仍在工作的卫星。虽然这些卫星已经没有燃料和电力,但它们仍然保留着有用且沉重的功能部件——尤其是天线。DARPA 设想了一个方案,将卫星的内部组件(由于通信天线占卫星发射重量的相当一部分,因此以相对较低的成本发射它们)送入太空,然后将它们连接到已经部署在轨的天线上。
为了实现这一目标,DARPA 需要一个轨道上的太空机器人,或者称之为“伴侣”飞船,它能够在轨道上完成这一切。就像一个自动化的技工,这个伴侣飞船将与“卫星部件”(satlets)(这些是小型卫星的“大脑”)会合,卫星部件可能会搭乘其他卫星的发射任务。然后,它会将卫星部件从较大的卫星或运载火箭上移除,并将卫星部件带到一个报废卫星处,在那里它会将卫星部件连接到一根废弃的天线上,然后将天线从原来的卫星上分离。接着,伴侣飞船会将新的卫星部件-天线组合体放置到新的轨道上。这样一来,伴侣飞船就利用了太空中已有的旧零件制造了一颗新卫星,从而限制了向轨道引入的新碎片量。
当然,这一切都需要一些重大的技术飞跃,而且正如 DARPA 的项目通常那样,派生技术在这里可能产生最大的影响。DARPA 首先需要的是一个拥有敏锐机器视觉和一定自主人工智能能力的太空机器人,能够进行轨道加注(可能在国际空间站进行,国际空间站目前也在测试自己的卫星加注技术),并具备追逐和拦截在轨运行卫星的能力(这一点不禁让人联想到其潜在的国防应用)。
总而言之,如果 DARPA 能够成功完成这项任务,该机构将拥有一套不错的轨道技术储备。但这并不是说它会考虑将这些技术用于任何非最初设定的目的。