目前太空中的垃圾呈現出不斷增長的趨勢，這嚴重威脅到在太空中飛行的宇

宙飛船的安全。據科學家推算，在太空中與一個幾釐米大小的垃圾相撞時釋放的

能量相當於與一個時速100公里的保齡球相撞所釋放的能量，“想一想這樣的保

低軌道中藏有大約1900多噸的垃圾。大多數垃圾都是廢棄的發射器和衛星，躲過

這些垃圾不會有太大困難，但是這些太空垃圾與其他垃圾相撞後，情況就大不一

樣了。比如，經過一系列相撞後，這些太空垃圾就變成許多更小的垃圾，撞上它

們的機率就大大增加了。更糟糕的是，這個過程永不停止。

卡偌喬建議：使用一種可重複使用的太陽能航空器來清理太空垃圾。太陽能

航空器利用太陽能電池板充電後，它上面的電流與地球磁場相互作用，產生推動太空垃圾的動力，太空垃圾也就進入大氣被燒成灰了

如何清理太空中漫天飛舞的各種垃圾？

人們已經為此構思出了各種各樣的解決辦法，其中最新的一個來自美國斯坦福大學（Stanford University）和美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的研究人員。他們基於壁虎具有粘性的腳墊構想出了一款機器人抓爪。不同於幫助壁虎粘在窗玻璃上的腳墊，這款抓爪能夠輕柔地抓取失靈的人造衛星和其他太空垃圾。

Cutkosky實驗室研究生郝江展示一顆被粘合劑牢牢粘住的籃球，該粘合劑的靈感源於壁虎

也許你想象不到，目前大約有50萬塊各種碎片殘骸（或“太空垃圾”）圍繞著地球旋轉，大的有廢棄的運載火箭和失靈的衛星，小的有各種航天器塗層或圍殼碎屑。它們的時速高達數萬公里，即使尺寸最小的碎屑也具有流星那樣的衝擊力。如果一塊個頭較大的垃圾撞上了衛星——或者更糟糕的是，一艘載人飛船——那麼結果只會是一場凌空爆炸，以及由此而來的更多危險碎片。

管理這種危險的一個主要難題在於，要想移除某些東西，比如一顆失靈的衛星，你首先得抓住它。然而，失靈的航天器很有可能是在不停翻滾，變成了奇形怪狀，而且肯定不會配合清理工作。如果使用套索、網兜或是魚叉，結果可能是捕捉者反而被獵物製造的巨大慣性帶離軌道，而磁力拖船隻對磁性材料有效。

粘合劑似乎是一個很好的選擇，但斯坦福大學/噴氣推進實驗室的研究團隊稱，粘性物質在太空中的表現並不理想。一些粘合劑會在冰冷的太空中凍結成固體，或者會在太陽光照射下消融。此外，它們還可能汽化、蒸發、乾硬或變性，成為無用的糊狀物或粉末。更糟糕的是，很多粘合劑只有在用力粘住物體時才能發揮作用。在太空中，牛頓第一運動定律意味著，用力過猛的話可能反而會將那顆失靈的衛星推開。

研究人員把靈感源於壁虎的粘合劑跟定製的機器人抓爪組合在一起，製造出一款用於抓取太空垃圾的裝置

斯坦福大學研究團隊想出的辦法是使用壁虎腳墊式的粘合劑，這種粘合劑在大約10年前問世，最初被用於爬壁機器人實驗。類似於壁虎的腳墊，這種粘合劑是一片橡膠狀聚合物，上面有細小的纖毛。雖然這些纖毛的直徑達到了40微米（相比之下，壁虎腳墊上的纖毛只有200奈米），但它們仍然具有驚人的強大吸附力，這得益於分子外部電子位置差異產生的弱分子間作用力，亦稱為範德華力。

總而言之，這意味著當我們把粘合劑輕輕地置於物體之上並朝特定方向擠壓纖毛時，它就能在纖毛跟物體被壓在一起時產生吸附力。再用另一個輕柔的動作，粘合劑就能幹淨利落地跟物體分開。這裡面的訣竅在於，我們要均勻地用力把粘合劑壓在物體上。否則，不均勻的壓力會導致粘合劑脫落，無法吸附物體。

這就是為什麼該研究團隊研發的太空垃圾捕集器是一個機器手，而不僅僅是一個粘性墊子。機器人抓爪的前部是由粘合劑方墊組成的網格，而機械臂的運動則由電腦控制。這讓抓爪能夠以擁抱的方式均勻地施力去按壓平直和彎曲的物體，最終把它們牢牢抓住。

截至目前，這款抓爪一直在實驗室接受測試，以測量它在不同力量和扭矩下處理各種載荷的能力。此外，噴氣推進實驗室還在Robodome對抓爪進行了測試——Robodome基本上就是一個巨大的氣墊曲棍球臺，模擬的是二維失重環境。

“我們讓一個機器人去追逐另一個機器人，抓住它，然後把它拉到我們希望它去的地方。”訪問教授埃利奧特·霍克斯（Elliot Hawkes）說，“我認為，看到我們一塊相對較小的粘墊能夠牽動一個重量達300公斤的機器人，那絕對會讓人大開眼界。”

接著，研究人員又在一架沿著拋物線軌跡飛行的專門飛機上測試了這款抓爪，飛機的運動短暫地製造了自由落體條件，讓抓爪得以在零重力狀態下抓取並放開了一個立方體和一顆沙灘球。在這之後，研究人員把實驗場地搬到了國際空間站（ISS）。

現在，該團隊希望把抓爪安裝在空間站的一條機械臂末端，在太空的真空環境下進行測試。不過，這需要研究人員打造出經過改進的抓爪，因為目前所使用的膠合板和橡膠帶無法經受太空的惡劣環境，裝置會很快失靈。

與此同時，這支團隊還將專注於粘合劑的工業化生產問題，讓這種粘合劑在未來能夠像如今的尼龍搭扣一樣常見。

“這項（技術）將會惠及很多太空任務，比如航天器會合、對接，以及軌道垃圾清理。”噴氣推進實驗室極端環境機器人研究團隊（Extreme Environment Robotics Group）的負責人亞倫·帕內斯（Aaron Parness）說，“此外，我們最終也可以開發一種能夠在航天器上爬來爬去的爬壁機器人助手，讓它從事修理、拍攝以及檢查漏洞的任務。”

該研究報告發表在《科學-機器人學》雜誌（Science Robotics）。

翻譯：何無魚