無燃料太空繩索：對抗太空垃圾的革命性武器

由歐洲太空總署（ESA）與馬德里卡洛斯三世大學（UC3M）共同支援的初創企業PERSEI Space，正開發一項突破性技術，利用創新的太空繩索系統解決太空垃圾問題，同時延長衛星使用壽命。這套無燃料、可擴充套件的系統運用電動力繩索，透過地球磁場安全地將衛星移出軌道。預計2026年進行重大示範任務，這項計畫可能徹底改變我們清理太空的方式。

這家衍生公司PERSEI Space由歐洲太空總署孵化，並獲得UC3M創新創業與人工智慧中心（C3N-IA）的支援，同時也得到歐洲創新委員會透過E.T.PACK-F和E.T.COMPACT計畫的資助。

「我們成立公司的目的，是為瞭解決太空產業面臨的兩大挑戰：太空垃圾清除與軌道服務。」PERSEI Space執行長兼共同創辦人Jesús Manuel Muñoz Tejeda解釋道：「後者讓我們能夠延長衛星使用壽命，並執行關鍵任務，包括燃料補給、維修，以及將衛星從初始軌道拖曳至最終目的地。」

太空垃圾對太空活動的長期永續性構成嚴重威脅。由於這些碎片以極高速在軌道上執行，即使是很小的碎片也可能造成嚴重損害，產生更多碎片。目前太空垃圾的密度已超過可能引發失控連鎖碰撞的臨界值，這種現象被稱為「凱斯勒症候群」。

為瞭解決這個問題，PERSEI Space研發的太空繩索技術具有三大特點。「首先，與其他脫軌系統不同，它不需要燃料。」Muñoz Tejeda說明：「第二，我們的技術是可逆的，既能提高也能降低軌道高度。第三，它具有可擴充套件性，適用於各種質量的衛星。這些特點讓我們能開發出自動脫軌系統，確保衛星即使停止運作也不會留下太空垃圾，這是我們技術的獨特之處。」

這套系統基於電動力繩索原理，使用數百米長、數公分寬的鋁帶，透過與電離層等離子體和地球磁場的互動作用，產生所謂的「勞倫茲力」。

「繩索中的電流與地球磁場互動作用產生的阻力，能夠降低衛星高度，實現無燃料脫軌。」UC3M航空工程系教授兼PERSEI Space共同創辦人Gonzalo Sánchez Arriaga表示：「這能大幅節省質量和體積。」

在ESA飛行機會計畫和歐盟委員會的支援下，PERSEI Space將於2026年進行首次示範任務。這套重達20公斤的脫軌裝置包含一條約430公尺長的太空繩索，進入軌道後將展開並與周圍等離子體和磁場互動作用，在數月內產生足夠阻力使衛星脫軌。

這項裝置獲得歐洲創新委員會250萬歐元資助，並與SENER Aerospace、帕多瓦大學和德勒斯登工業大學合作開發。這項技術的發展時機恰到好處，因為歐美新法規已將衛星任務結束後停留在軌道的最大時間從25年縮短至5年。

PERSEI Space已簽署ESA的「零太空垃圾憲章」倡議，目標是在2030年前實現永續太空。該公司同時參與UC3M的創業培育計畫，並獲得馬德里市議會的支援。