7.4.2　LEO碎片清除

LEO一般是指高度在2 000 km以下的地球轨道。由于大多数航天器的运行轨道都在这个范围，因此大多数碎片也是在这个轨道范围内产生的，所以在这个区域内产生的新碎片又对这个区域内的航天器产生了新的潜在威胁，如果不对碎片进行清理，那么这个轨道范围内的空间环境将会出现恶性循环的状态。对于这个区域的碎片，大多数是希望通过大气阻力对其进行自动降轨，随着阻力作用时间增加，碎片动能减少，高度也逐渐降低，最终从轨道坠入大气层烧毁。空间物体降轨所需的时间是它们自身高度的函数，并且轨道高度越高，降轨的时间越长。大多数针对LEO轨道范围的碎片清除技术都是通过增大大气阻力来进行降轨的。除了利用大气阻力外，对于尺寸较小的碎片，还提出了使用激光推移技术来实现碎片降轨。这种技术是通过发射激光，通过与碎片进行动量交换来改变其运行轨道，由此在一个或多个轨道周期内重复向目标发射激光可以降低目标轨道高度，使其加速进入地球大气层。但是这类方式由于受限于自身的技术，一般目标的碎片尺寸为1～10 cm。而另一种针对小尺寸LEO碎片清除的方式就是利用容器收集器，这种方式利用表面存在很多小孔的大直径球形收集器来捕获小碎片。当小碎片与收集器发生撞击时，由于网孔结构它们就会被捕获。在任务结束后，收集器就可以带着所有捕获的碎片离轨。但是这种方式由于结构的限制，一般仅适用于1 cm以下的碎片。而对于尺寸较大的空间碎片，则可以通过使用绳网、机械臂、触手等方式对目标进行捕获，之后带着目标一起移动到较低轨道。如果剩余燃料允许的话，碎片收集器可以再次机动收集其他的碎片目标。