西弗吉尼亚大学的研究得到回报，散落在行星轨道上并对航天器和卫星构成威胁的碎片可能会被协调的太空激光网络推离潜在的碰撞路线。
西弗吉尼亚大学空间系统运筹学实验室主任Hang Woon Lee表示，包括报废卫星在内的人造碎片垃圾场正在地球周围积累。轨道上的碎片越多，其中一些碎片与载人和无人空间资产相撞的风险就越高。他说，他认为防止这些碰撞的最佳机会是将多个激光器安装在太空平台上。人工智能驱动的激光器可以操纵并协同工作，以快速响应任何大小的碎片。
Lee 是本杰明 M. 斯塔特勒工程与矿产资源学院机械和航空航天工程助理教授，是 2023 年美国宇航局享有盛誉的早期职业教师奖的潜在突破性研究的获得者。美国宇航局正在支持李的快速反应碎片清除研究，每年提供20万美元的资金，为期三年。
这项工作还处于早期阶段，目前，研究团队正在验证他们提出的运行激光系统的算法将是一个有效的，具有成本效益的解决方案。但长距离视觉是“多个天基激光器积极执行轨道机动并协作解决轨道碎片，”李说。这可能导致与高价值空间资产的及时碰撞避免。
“我们的目标是开发一个可重新配置的天基激光器网络，以及一套算法。这些算法将成为使这种网络成为可能并最大化其优势的使能技术。
如果一个自然物体，如微流星体，撞击人造物体，如运载火箭的残骸，产生的碎片可以足够快地传播，即使是像油漆一样小的碎片也可能有力量刺穿观测或电信卫星或国际空间站的侧面。
这已成为一个紧迫的问题，因为空间变得越来越混乱。特别是，地球的低轨道吸引了像SpaceX的Starlink这样的商业电信系统，该系统使用卫星向用户提供宽带互联网。低轨道也是用于天气预报和土地覆盖分析的卫星的所在地，它是深空探索的集结地。
“物体数量的增加增加了碰撞的风险，危及载人任务，并危及高价值的科学和工业任务，”李说。他补充说，太空中的碰撞会引发一种称为“凯斯勒综合症”的多米诺骨牌效应，这种效应会引起连锁反应，增加进一步碰撞的风险，“使太空变得不可持续和充满敌意”。
其他研究人员正在开发碎片清除技术，如钩子，鱼叉，网和清扫器，但这些技术仅适用于大型碎片。Lee的方法应该能够处理几乎任何大小的碎片。
Lee的团队将开发的算法套件可能适用于安装在大型卫星上的激光器，或者可能为生活在自己专用平台上的激光器提供动力。作为研究的一部分，他将评估激光网络可能采取的各种形式。无论哪种方式，该技术都将能够自行做出许多决策，独立执行操作并设定优先级。
该系统将决定哪种激光组合瞄准哪些碎片，同时确保产生的轨迹保持无碰撞。
当激光束射出一块碎片时，它不会将其遗忘。相反，碎片被推入新的轨道，通常是通过激光烧蚀。这意味着激光束蒸发了一小部分碎片，产生高速等离子体羽流，将碎片推离轨道。
“激光烧蚀和光子压力的过程会引起目标碎片速度的变化，最终改变其轨道的大小和形状。这就是使用激光的动机发挥作用的地方。改变碎片轨道的能力可以通过激光网络有效控制，以推动或脱离空间碎片，避免碰撞等潜在的灾难性事件，“李解释说。
“使用多个激光器的系统可以创造多个与碎片交接的机会，并导致更有效地控制轨迹。几个激光器可以同时作用于一个目标，具有更大的强度光谱，以一种单一激光不可能的方式改变其轨迹。
Lee将与位于费尔蒙的TMC Technologies首席系统工程师Scott Zemerick合作，在“数字孪生环境”中验证整个项目中开发的所有模型和算法。这将确保产品准备好飞行软件，Lee说。
