地基激光可以将空间碎片推离轨道

澳大利亚国立大学（ANU）的研究人员正在发现基于激光的技术的新用途，该技术可增强望远镜图像的清晰度（称为自适应光学），这可能有助于缓解世界上日益增长的空间碎片问题。专用激光可以使被遗弃的卫星略微“推动”光子，从而赋予足够的能量来改变碎片的轨道并防止即将发生的碰撞。

激光在天文学上有着悠久的历史。像哈勃望远镜一样，太空望远镜之所以能够拍摄壮观的图像，是因为它们不必处理大气畸变（这种畸变使恒星在夜空中显得“闪烁”）。但是太空望远镜只能如此之大，因此在自适应光学的帮助下，地面天文台可以提供更大的观测能力。

正如ANU教授CelineD'Orgeville解释的那样，“没有自适应光学器件，望远镜就只能像一束光一样看到太空中的物体。这是因为我们的大气扭曲了在地球和这些物体之间传播的光。但是使用自适应光学元件，这些物体变得更容易看清，并且图像变得更加清晰。从本质上讲，自适应光学器件可以消除大气层中的畸变，从而确保我们可以清楚地看到我们强大的望远镜所捕捉到的令人难以置信的图像。”

席琳·德·奥尔格维尔（CelineD'Orgeville）在斯特罗姆山天文台的EOS1.8米望远镜上使用自适应光学器件对卫星进行跟踪和成像。

该系统的工作原理是将强大的激光照射到天空中，激发太空边缘附近存在的钠层中的粒子（该层是由陨石燃烧而成的）。被激发的钠原子在望远镜中看起来像一颗明亮的人造星-足够明亮，可以用来测量大气如何使光在返回望远镜的过程中发生扭曲。有了这些信息，望远镜的反光镜就可以稍稍变形，以抵消大气的影响。它必须每秒执行数千次，以跟上不断变化的大气条件。

这项技术非常适合观察在天空中缓慢移动的遥远的恒星和星系，但ANU研究人员一直在改进该技术，使其能够跟踪快速移动的卫星和太空碎片。

如果一块空间碎片在与另一物体碰撞的过程中（发生的频率比我们想像的要频繁），则使用自适应光学装置的跟踪激光可以将辅助红外激光引导到目标，这将推动空间垃圾在不同的轨迹上。世界各地的这些激光系统可以防止灾难性碰撞的发生。

地球轨道上物体的表示。大约95％的物体是轨道碎片，而不是功能卫星。

但是，这样的系统在政治上具有挑战性。除了技术进步外，可能还需要监管和国际空间法方面的创新。误用改变轨迹的激光可能会造成外交上的泥潭，尽管在太空垃圾问题上进行全球合作的好处是显而易见的。如果幸运的话，ANU的研究可能是这方面新的合作法规的催化剂。

ANU的研究在通信领域也具有价值。研究计划的商业合作伙伴电子光学系统（EOS）希望使用该系统开发卫星与地面之间基于激光的通信。

自适应光学在整个领域都将激光变成了我们在探索太空中可用的最有用的工具之一，它们的未来，即双关语，是光明的。