在地球轨道上,自人类开始空间开发以来,已经释放到外层空间50多年的航天器和部件作为大量空间碎片在轨道上运行。空间碎片逐年增多,而且由于以超过7km/s的高速移动,如果与人造卫星或空间站相撞,就有造成巨大破坏的风险。因此,已经提出并开发了各种去除碎屑的方法。
例如,预计通过用等离子体流照射碎片并使其减速以降低轨道高度并进入大气层,可以燃烧和去除碎片。另一方面,由于喷射等离子体流的推进器在与碎片相反的方向加速,因此需要反向喷射等离子体以抵消作用在卫星上的力。这需要两台发动机,还必须配备几千瓦级的大功率推进器,因此,过去提出的使用离子发动机的方法需要在耐久性等方面进行改进。
在这种情况下,东北大学和澳大利亚国立大学的研究小组一直致力于开发无电极等离子体推进器(螺旋等离子体推进器),它有望成为一种长寿命、高功率的等离子体推进器,并且用它来清除碎片。证明用一台推进机是可能的。
在实验室实验中,通过实现和控制双向等离子体发射,可以在保持作用在推进器上的推力为零的状态下对模拟碎片的物体进行减速。此外,研究表明,推进装置可以通过外磁场配合和燃料引入的方式进行加速和减速,碎片清除卫星所需的所有操作都可以通过一个推进装置来实现。
预计未来将进一步开发实用化。