ClearSpace-1主动碎片清除任务

ClearSpace-1是欧洲空间局（ESA）主动碎片清除与在轨服务计划（ADRIOS）下的一项在轨演示任务。任务设想由一艘服务飞行器接近并捕获目标卫星，再带着目标降低轨道，使两者最终进入大气层。ESA目前的任务页面将PROBA-1列为目标，并把发射时间列为“计划于2029年”。这些都是尚待执行的任务步骤；捕获和再入均未发生。ESA任务概览 ESA空间碎片会议论文（2025）

“主动碎片清除”描述的是一类任务能力：航天器主动接近在轨物体，捕获或与其连接，再改变其轨道以便处置。它不同于在设计阶段给新卫星配置被动离轨装置，也不等同于任何一种具体机器人。ClearSpace-1是ESA ADRIOS计划中的特定演示，目标是在真实轨道环境中验证接近、相对导航、检查、避碰、同步和捕获等步骤，为后续清除或在轨服务积累技术与运行经验。ESA把这项任务纳入其空间安全和“零碎片”工作；“演示”描述的是要验证的能力，不代表它已经形成常规清除服务。ESA任务概览 ESA空间碎片会议论文（2025） ESA开发进展（2024）

PROBA-1于2001年10月22日从印度斯里哈里戈达发射，最初是一颗技术验证小卫星，之后承担地球观测任务。ESA卫星概览列出的外形尺寸为60×60×80厘米，发射质量为94千克；ESA的ClearSpace-1页面则把目标质量列为95千克。两页的数字口径略有不同，本文沿用各自页面所述，不把它们写成同一个测量值。PROBA-1使用自主导航与控制系统，并搭载CHRIS高光谱成像仪和高分辨率相机，原定任务寿命约两年。ESA在2024年10月的纪念更新中说，卫星当时仍在工作；那是有日期的历史状态记录，不能据此断言它在2026年或交会时仍能正常工作。ESA PROBA-1概览 ESA ClearSpace-1任务概览 ESA在轨23年更新（2024）

这项任务的困难在于，服务飞行器不能像对接一艘合作飞船那样，依赖目标配合、对准标记或专用抓取接口。任务团队需要先以安全间距接近目标，并持续估计两艘航天器之间的位置、方向和相对运动。ESA在2024年任务说明中介绍了基于视觉的相对导航与距离测量，以及绕飞检查：服务飞行器将从不同视角观察PROBA-1，识别其外形与姿态，为后续接近和捕获准备。测量和检查也为安全判断提供依据；任务需要在接近过程中保留避碰能力，而不是把接近本身当作捕获已经成功。ESA Clean Space Days任务说明（2024）

接近之后，服务飞行器需要让自己的相对运动与目标同步，降低接触或夹持时的冲击风险。ESA的任务说明称，捕获系统将以笼式方式围住目标，再合拢固定；这种设计不依赖目标处于某个特定姿态。ESA当前任务页面列出四支机械臂。2025年由OHB System与ESA作者撰写的技术论文还描述了对非通信、翻滚目标的设计要求：导航与制导系统按目标最高每秒3度的翻滚速率进行设计，并计划支持至少三次捕获尝试。它们是任务设计边界与能力目标，并非对PROBA-1当前运动状态的报告，也不保证每个设定条件下都能捕获成功。ESA任务概览 ESA Clean Space Days任务说明（2024） ESA空间碎片会议论文（2025）

对这类任务来说，靠近目标本身就是高风险阶段：目标可能不通信、不按预设姿态飞行，服务飞行器的测距或姿态估计也可能遇到误差。ESA与OHB作者的技术论文把避碰机动列为ClearSpace-1需要验证的能力，并强调操作概念要能在设备发生故障时保持安全。2026年ESA会议说明也将“避免近距离操作和捕获过程中产生新碎片”列为任务架构的重点。根据这些设计目标可以推断，安全接近、保留避碰能力、确认夹持后再进入后续步骤，也是任务设计必须处理的约束；这句话是对公开目标的概括，不是ESA公布的具体飞行流程。公开资料没有说明距离阈值、何时中止接近或地面团队每一步的决策规则，本文不作推测。ESA空间碎片会议论文（2025） ESA Clean Space Days任务说明（2026）

确认捕获后，服务飞行器需要稳定并固定组合体，再改变其轨道。ESA在2024年的任务说明中把降低轨道和最终再入列为后续步骤；2026年的ESA会议说明则称，任务设计会继续降低组合体轨道，以促成大气再入。再入发生的具体日期、最终采用的轨道参数和飞行器在交会时的详细操作程序，不能从公开的任务概览中确定。因此，本文只描述任务计划，不把预期步骤写成已经完成的处置，也不把早期材料中的再入年限当作当前承诺。ESA任务说明（2024） ESA Clean Space Days任务说明（2026）

ESA于2020年12月1日公布ClearSpace-1服务合同，当时计划在2025年发射，并选择Vega二级有效载荷适配器上段Vespa作为目标。ESA当时称，这一适配器是在2013年Vega第二次飞行后留在轨道上的物体。这里的2025年是2020年公告中的计划日期，不是当前发射时间。ESA合同公告（2020年12月1日）

2023年8月，ESA通报在Vespa附近发现了新碎片，认为最可能的原因是小型、未跟踪物体的高速撞击。ESA当时的观测显示主适配器仍完整，轨道没有明显改变；ESA称那时ClearSpace-1开发会按计划继续。之后的官方材料转而把PROBA-1列为目标。现有可直接读取的ESA资料确认了这段时间中的目标记录变化，但本次来源核对没有找到一份明确说明更换目标的确切日期和原因的官方公告。因此，本文不把2023年的撞击与目标更换建立因果关系。ESA关于Vespa附近碎片的通报（2023年8月22日） ESA当前任务概览

项目组织也经历了阶段变化。ESA在2020年把任务作为服务采购，最初由瑞士ClearSpace牵头。2022年11月，ESA成员国部长级理事会为下一阶段提供资金；ClearSpace团队于2023年通过空间安全项目评审。2024年4月，ESA公布后续准备阶段由OHB SE牵头，ClearSpace继续负责近距离操作与捕获工作。ESA同年10月的PROBA-1更新已把它称作ClearSpace-1的指定目标，并说明卫星当时仍在工作。当前ESA页面也列出OHB SE为工业团队牵头方。这些时间点描述的是项目阶段与目标记录，不能替代任务的实测进展报告。ESA开发进展（2024年4月23日） ESA PROBA-1更新（2024年10月24日） ESA当前任务概览

ESA与产业团队的职责划分也在后续材料中变得更具体。ESA 2025年的技术论文称，OHB System担任主承包方，ClearSpace提供包括捕获系统和交会制导、导航与控制在内的有效载荷，OHB Sweden提供基于Innosat平台的航天器平台。这个分工有助于说明任务不是由单一公司独立完成，但并不能证明某一项硬件已经通过飞行验收。当前ESA任务概览确认OHB SE牵头，却没有给出每个子系统的最新测试状态；因此这里描述的是来源中公布的组织分工，不延伸为完成度判断。ESA空间碎片会议论文（2025） ESA当前任务概览

发射时间曾随项目计划变化：2020年ESA公告写的是2025年；ESA空间碎片会议论文在2025年发表时写的是预计不晚于2028年底；ESA目前的ClearSpace-1任务概览则列为计划于2029年发射。本文采用访问日（2026年10月10日）ESA任务页面上的2029年计划，同时保留较早日期的出处和时间背景。它仍是未来计划；公开的任务页面没有报告ClearSpace-1已经发射、捕获PROBA-1或完成离轨。ESA 2020年公告 ESA 2025年会议论文 ESA当前任务概览

“未准备”或“非合作”是任务工程语境：PROBA-1没有为这次捕获设置专用导航或机械接口，服务飞行器必须自行识别目标并完成相对导航。它不等同于“已经失效”或“当前失控”。ESA的2025年技术论文记录了PROBA-1当时仍在运行，同时指出无法预先确定它在未来交会时的状态。ESA的2026年任务说明把非功能、翻滚的目标列为设计场景。结合这些有日期的资料，合理表述是：ClearSpace-1设计上要能应对状态未知或翻滚的目标；PROBA-1在未来交会时究竟是否工作、是否受控，不能据早期资料下结论。ESA空间碎片会议论文（2025） ESA Clean Space Days任务说明（2026） ESA PROBA-1更新（2024）

ClearSpace-1的公开目标集中在一件目标物体：检验服务飞行器能否接近、识别、检查并捕获一个没有专用接口的航天器，继而带着它降低轨道。若这些步骤成功，将为主动清除技术提供一次在轨验证；它不能单独证明所有目标形状、姿态和轨道都能用同一方案处置，也不等于已建立高频或多目标清除服务。ESA在2020年最初公告中把多目标捕获描述为后续任务可能探索的方向，当前任务页则以PROBA-1为单一目标。由此看，ClearSpace-1的重要性在于测试复杂近距离操作和捕获链条，为之后的技术与商业服务评估提供依据，而不是一次任务就解决整个轨道碎片问题。ESA当前任务概览 ESA 2020年合同公告 ESA空间碎片会议论文（2025）

ClearSpace-1是一个具体的ESA任务；主动碎片清除（ADR）则是更广泛的任务类型和技术领域。名称相似或都涉及机器人，并不代表属于同一任务。Otter是Starfish Space为NASA支持的SSPICY技术演示提供的飞行器；NASA在2026年的说明称它将靠近并检查最多四个目标，SSPICY阶段不会接触或对接这些目标。Dextre是加拿大空间局在国际空间站使用的维护机器人，也曾用模拟卫星测试相关加注工具；它不是ClearSpace-1的自由飞行捕获器。ION是D-Orbit的卫星运输载具，用自身推进系统把小卫星或立方星送入指定轨道，也不是负责移除PROBA-1的任务航天器。NASA的SSPICY与Otter说明（2026） 加拿大空间局Dextre说明 ESA对ION卫星载具的说明 ESA ClearSpace-1任务概览

• ESA ClearSpace-1任务概览：https://www.esa.int/Space_Safety/ClearSpace-1
• ESA PROBA-1卫星概览：https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Proba-1_overview
• ESA ClearSpace-1服务合同公告，2020年12月1日：https://www.esa.int/Space_Safety/ESA_purchases_world-first_debris_removal_mission_from_start-up
• ESA关于Vespa附近碎片的通报，2023年8月22日：https://www.esa.int/Space_Safety/Objects_detected_in_the_vicinity_of_ClearSpace-1_debris_removal_mission_target
• ESA ClearSpace-1开发进展，2024年4月23日：https://www.esa.int/Space_Safety/ClearSpace-1/ESA_advances_Clearspace-1_development
• ESA Clean Space Days ClearSpace-1任务说明，2024年10月8日：https://indico.esa.int/event/516/contributions/9983/
• ESA PROBA-1在轨23年更新，2024年10月24日：https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/10/Proba-1_s_T-plus_23_years_in_orbit
• ESA空间碎片办公室ClearSpace-1技术论文，2025年：https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc9/paper/317
• ESA Clean Space Days ClearSpace-1任务说明，2026年7月1日：https://indico.esa.int/event/644/contributions/12346/
• NASA SSPICY与Otter说明，2026年10月8日：https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/ames/nasas-sspicy-mission-to-demonstrate-in-space-inspection-technologies/
• 加拿大空间局Dextre简介：https://www.asc-csa.gc.ca/eng/iss/dextre/about.asp
• ESA对D-Orbit ION卫星载具的说明：https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2021/06/ION_Satellite_Carrier