東北大學開發新型等離子推進器，為清除太空垃圾帶來新希望

隨著太空活動日益頻繁，低地球軌道（LEO）的太空垃圾問題日益嚴峻，對現有衛星和國際太空站（ISS）構成嚴重威脅。為應對此挑戰，日本東北大學的科研團隊於2025年9月推出了一項突破性的等離子推進系統，旨在安全地移除危險的軌道碎片。

太空垃圾，包括失效衛星、火箭殘骸及碰撞產生的碎片，正以超過每秒7公里的高速環繞地球運行。這些高速碎片一旦發生碰撞，可能造成毀滅性後果，並引發連鎖反應，即「凱斯勒症候群」（Kessler syndrome），進一步加劇軌道擁擠狀況。據估計，地球軌道上已有超過36,000件尺寸大於10公分的碎片，以及數百萬件更小的碎片，這些都對太空任務構成潛在威脅。

由東北大學工程學院副教授高橋一典（Kazunori Takahashi）領導開發的「雙向等離子噴射式無電極等離子推進器」，採用了一種創新的非接觸式方法。該系統能將等離子向兩個相反方向噴射：一個方向朝向目標碎片以施加減速力，另一個方向則產生反作用力，以維持移除衛星自身的穩定性，使其能精確地對準並減速碎片。這種設計避免了傳統接觸式方法（如機械臂或網）可能導致的纏繞和不穩定風險，特別是對於那些可能不規則翻滾的太空垃圾。

在實驗室測試中，該推進器在輸入功率為5千瓦（kW）時，展現了約25毫牛頓（mN）的減速力，這已接近於在100天內將一個重達1噸、尺寸為1米的碎片脫軌所需的估計30毫牛頓力。值得注意的是，該系統還能使用氬氣作為推進劑，這是一種比傳統氙氣更豐富且成本更低的氣體，為大規模的太空垃圾清除任務提供了經濟效益。

儘管這項技術在實驗室環境中顯示出巨大潛力，但仍需進一步的研究與開發來克服實際應用中的挑戰，例如等離子在太空中的擴散行為、與碎片表面的交互作用，以及系統的規模化和長期穩定性。未來將在大型太空模擬艙進行實驗，並最終進行軌道演示，以驗證其在真實太空環境下的性能。

這項雙向等離子推進器的發展，代表了主動式太空垃圾清除技術的一大進步。若能成功部署，它有望為解決日益嚴峻的太空垃圾威脅提供一個可擴展、安全且具成本效益的解決方案，確保人類在太空活動的可持續性，並為未來的太空探索開闢更清晰的道路。