刘天慈
加好友
作者：徐锐
地球附近的太空已经变成了“垃圾场”。美国宇航局（NASA）称，目前有27000多块比垒球还大的空间碎片环绕地球运行。它们的运行速度高达17500英里/小时，这样的速度足以让一小块碎片拥有炮弹一样的威力，损坏轨道上的卫星或航天器。因此，如果各机构要持续向轨道发射更多的火箭和卫星，清理这些太空垃圾是一项重要任务。
如今，美国犹他大学机械工程系教授Jake J. Abbott领导的研究团队研发了一种用旋转磁铁操控轨道碎片的新方法。有了这项技术，机器人就可以在不接触碎片的情况下，将其轻松移动到一个衰变的轨道或更远的太空中。利用该技术，机器人还可以修复出故障的飞行器以延长其寿命。相关研究近日发表于《自然》。
该技术需要用旋转磁铁在太空中移动非磁化金属体。当金属碎片受到变化的磁场作用时，其内部的电子循环会进行环状运动。在这一过程中，碎片转化为一个电磁铁，产生扭矩和力，从而无需物理抓取即可操控碎片去向。
虽然上述想法并不新鲜，但以前，人们只知道如何通过该方法从一个角度移动碎片，而Abbott团队发现，协调使用多个磁场源可以实现从6个角度移动碎片，包括旋转它们。
“我们想做的是操纵它们，就像在地球上一样。”Abbott说。有了这一新认知，科学家可以让一颗受损的卫星停止剧烈旋转，以便对其进行修复，或者操纵特别脆弱的物体，这在以前是难以做到的。
为了对上述方法进行测试，研究小组使用一系列磁铁在水箱（模拟微重力下缓慢移动物体的最佳环境）中的塑料筏上移动铜球。结果发现，磁铁不仅能使球体在正方形范围内移动，而且还可以使球体旋转。
Abbott已经开始思考该方法还有哪些潜在应用，但就目前而言，这一方法可以立即用于清除环绕地球运行的太空垃圾。这种利用磁铁操纵非磁性金属物体的原理还可以用于空间碎片所在轨道以外的太空。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03966-6
微信
科技工作者之家
京公网安备11010202008424号
