英国空间局把英国在轨碎片清除任务的主合同授予ClearSpace英国公司,合同金额6100万英镑,约合8000万美元,折算口径略有出入。任务代号UK ADR,计划2029年从苏格兰萨卡沃德航天发射场发射,目标是接近两颗英国注册的报废卫星,用机械臂捕获后导入大气层烧毁,全部处置工作在2032年前完成。这是英国第一个国家级主动碎片清除任务,官方表述为同类国家级任务中的世界首次。

任务的技术难点在目标本身。报废卫星没有为被接近、被抓住、被拖走做过任何设计,翻滚姿态、表面结构、剩余自旋都不可控。航天器需要先定位目标,安全接近,再完成捕获与降轨,每一步都在没有先例的工况下进行。按照方案,捕获航天器被设计为可加注补给的构型,完成一次拖离后可抬升至更高轨道执行下一项任务,这让它有别于用完即弃的一次性清除方案。

英国空间局为这次任务留了一个面向公众的口子:航天器名称向全社会征集,要求两个单词并附不超过150个单词的说明,胜出名字将刻在航天器侧面。空间事务大臣莉兹·劳埃德的表态落在需求侧,卫星支撑着通信、导航、天气预报与国家安全服务,轨道碎片的增长让这些服务的底层风险持续上升。在轨碎片以超过每小时2.7万公里的速度飞行,与在役卫星的碰撞足以造成链式失效。

ClearSpace英国公司董事总经理罗布·阿奇森把下一阶段的工作概括为设计、建造和测试一艘能安全接近一个从未打算被捕获物体的航天器。这家公司总部在卢森堡,此前承接过欧洲空间局的ClearSpace-1任务,英国公司承担本土任务的主承包,是其商业模式的第二次落地。英国官方同时给这次任务叠加了产业目标,即通过任务培养机械臂捕获、航天器导航、交会操作方面的本土工程能力,为在轨服务、组装与制造市场储备技术。该市场被分析机构预测将在未来十年成长为十亿美元量级的产业,英国2024年航天产业评估给出的家底是186亿英镑产值和超过5.5万个就业岗位。

碎片清除的商业逻辑目前仍依赖政府买单。欧洲空间局的ClearSpace-1、日本的CRD2计划、英国这次的UK ADR,合同全部来自公共部门,商业客户为清除服务付费的案例尚未出现。做这件事的商业理由随低轨星座的密度上升而变硬:数万颗卫星在轨运行,规避与保险成本逐年抬升,主动清除从政策议题变成运营议题只是时间问题。政府任务的意义在于把捕获、降轨、复用这一串技术动作先跑通。

任务排期上,2029年发射之后还有三年的处置窗口,捕获双星分阶段执行。ClearSpace英国公司接下来要过的是设计评审与工程研制节点,苏格兰发射场的配套进度也会进入关键路径。这份6100万英镑的合同买下的与其说是两颗卫星的清除服务,不如说是一整套可复用捕获能力的首单验证。

英国官方为任务设定的能力目标超出了清走两颗卫星本身。航天器被设计为在一次操作中清除不止一颗卫星,捕获、降轨、烧毁之后自身抬升轨道,经加注补给后执行下一项任务。这套可复用构型对应的正是英国把在轨服务、组装与制造列为国家航天战略优先领域的判断,清除任务本质上是ISAM能力的首次整体验收。政府预期任务能培育机械臂捕获、航天器导航与交会操作方面的工程能力,让英国公司在卫星服务市场拿到入场券。

碎片问题的紧迫性有明确的时间刻度。卫星通常在燃料耗尽或出现故障后被留在轨道,太空垃圾无法像地面垃圾一样被收走处理,超过每小时2.7万公里的相对速度意味着任何一次碰撞都可能产生新的碎片链。支撑导航、移动通信、天气预报与国家安全的数千颗在役卫星,与这些碎片共享同一层轨道空间。ClearSpace英国公司接下的工程难题是,目标卫星从未为被接近、被抓住、被移动做过设计,接近、捕获、拖离的每一步都没有现成操作手册。

全球范围内,主动清除仍处在政府订单驱动阶段。欧洲空间局的ClearSpace-1、日本的CRD2计划与英国的UK ADR构成第一批国家级任务,商业客户为清除服务直接付费的案例尚未出现。行业的共识是,低轨星座密度持续抬升会把这个议题从政策清单推向运营成本表,第一批跑通捕获与降轨全流程的公司,将在市场转折时拿到先发位置。对ClearSpace而言,2029年发射之前的每一个设计评审节点,都在决定这份先发优势的成色

出品/星动无极