看着它的机械臂如同章鱼触手般优雅舒展，场面十分震撼。每条机械臂表面布满微结构防滑贴片，能像壁虎脚掌吸附玻璃窗一样牢牢贴附各类物体表面。而这项装置最关键的价值，或将成为守护地球轨道安全的突破口。

这套设备是什么？它是初创企业Kall Morris Inc (KMI)研发的REACCH捕获系统。REACCH系统如同一台太空轨道拖车，无需目标航天器预留对接结构，就能完成在轨对接、锁紧锁定，随后稳妥拖拽目标至新轨道位置，或是推送其坠入大气层陨落。这项技术对于治理太空垃圾至关重要：地球轨道上漂浮着数百万件失去使用价值的人造太空废弃物，它们或是报废卫星、火箭箭体残骸、老旧航天器碎片，飞行最快速度可达普通子弹的十倍。

太空垃圾问题正持续恶化，最终可能引发轨道全面瘫痪式拥堵。轨道内碎片越多，发生碰撞的概率就越高；每次碰撞又会催生海量新碎片，进一步抬升后续相撞风险，形成连锁失控效应。恶性循环最终会彻底塞满地球轨道，让太空航行寸步难行。

该隐患带来的负面影响波及方方面面：不仅国际空间站（ISS）无法正常在轨运行，用于气象预报、全球通信、卫星定位、国防安防的各类卫星也会接连损毁。一旦陷入这种局面，人类可能需要数年乃至数十年才能逐步清理轨道垃圾。因此当下着手治理迫在眉睫，而KMI正全力攻坚这项难题。

KMI联合创始人兼首席战略官Adam Kall表示：“我们这群年轻从业者始终认为，如果太空垃圾问题得不到解决，航天行业终将消亡，我们也将失去从业立足的空间，所以必须行动起来改变现状。”

【LEO情况补充】

近地轨道指地表上空2000公里范围内的地球环绕轨道，国际空间站运行在该区域，轨道高度约402公里。近地轨道是全地球轨道中太空垃圾分布最密集的空域，相关治理需求最为迫切。

REACCH系统有望破解困局：它既能把在轨垃圾拖拽至现役卫星运行轨道以外，也可推动在用卫星主动变轨避让，从源头规避碰撞催生新碎片。但想要完善这套设备，企业必须开展真实太空环境试验。KMI团队先是搭建物理仿真模型，模拟零重力工况下的设备运行状态，但仅靠仿真数据不足以落地，必须依托真实微重力环境开展实地样机验证。

单独发射一颗小型试验卫星成本高昂，且仅能完成单次试验。想要反复迭代验证技术，就需要一处可多次开展试验的在轨平台，而依托ISS National Lab资源运行的国际空间站恰好是最优试验场地。

Kall回忆：“我八岁那年偶然抬头望见夜空中一闪而过的空间站光点，从没想过未来我们的试验设备能进驻空间站开展实测。”

【清理太空垃圾，挖掘商业附加价值】

KMI成立于2019年，创立初衷便是清理环绕地球的轨道太空废弃物。除垃圾清运主业外，REACCH系统还能延长现役卫星在轨服役寿命，为卫星运营方创造可观经济收益。

Kall解释：“绝大多数卫星并非因预设服役年限到期而退役，往往是机载主控电脑故障、通信射频失效或是其他核心零部件损坏，被迫提前终止任务。”

在关键故障爆发前，运营方不得不提前规划卫星离轨处置，很多卫星因此远没耗尽使用价值就被提前报废。而REACCH的出现彻底改变这一现状：等到卫星彻底丧失作业能力时，这套系统可上门协助卫星受控陨落。

“依托我们提供的离轨处置服务，卫星运营商能最大化挖掘单颗卫星的使用价值，减少不必要的新卫星发射频次，全产业链从业者收益随之提升，同时实现太空轨道环境的保护。”

【项目缘起：一场机缘巧合的线上研讨会】

REACCH项目最早源自南加州大学（USC）的科研课题，由美国国防部高级研究计划局（DARPA）出资资助。2020年新冠疫情暴发后，课题研发陷入停滞，项目负责人Dave Barnhart研制出的初代样机被搁置在储物架上闲置。

彼时KMI正自主研发触手式太空垃圾捕获装置，设计思路和Barnhart的样机不谋而合。团队报名参加了Barnhart主讲的线上技术研讨会，机缘巧合下，主讲人没有设置虚拟会议背景，KMI成员透过镜头，一眼看到了架子上那台和自家构想高度契合的样机。

Kall至今感慨这份难得的巧合：“幸好他没开虚拟背景。”后续KMI与南加州大学达成合作协议，接手搁置项目，优化改良原有设备设计。

【REACCH的垃圾捕获工作原理】

整套装置由中央基座与八条可弯折金属机械臂组成，机械臂展开后顺着目标物体外形层层包裹贴合。基座近端的臂节一旦触压感知到外力，信号就会像多米诺骨牌一样逐级传递，带动整条机械臂顺势舒展贴合目标。

Kall介绍设备机械设计亮点：“常规夹持机构是从物体外围环抱锁紧，而我们的机械臂仿照章鱼捕猎的舒展逻辑逐层延展，无论目标外形规整或是奇形怪状，臂体都能贴合表面轮廓。”

机械臂表层附有仿壁虎脚掌的微结构干式黏附材料，KMI电气工程师Tom Ziegler详解其中原理：从微观原子尺度来看，即便打磨至极致光滑的两块材料相互贴合，实际有效接触面积也微乎其微，好比两座山脉顶峰相互堆叠，只有零星凸起点位实现原子级贴近，绝大部分区域之间都留有空隙。

壁虎之所以能在墙面自由攀爬不掉落，秘密在于脚掌密布超细柔性纤毛，最大程度填充缝隙、提升有效接触面积，实现强力吸附。REACCH黏附层内嵌微型楔状凸起，复刻壁虎纤毛结构；这种黏胶具备单向吸附特性，顺着一个方向挤压滑动即可牢牢附着，反向拖拽便能无损剥离，不会在目标表面残留胶痕，抓取各类卫星与翻滚碎片时不会划伤目标本体。

核心优势在于：REACCH无需全包覆锁死目标，只需局部贴附借力，就能推动体积远超自身的物体变轨；同时目标无需提前预装专用对接接口，理论上可抓取绝大多数在轨漂浮物体。

这套机械设计堪称精妙，但设备在真实太空环境、多样材质目标面前的实际性能，仍有待在轨实测验证。

【二次空间站试验：舱外空间环境耐久性测试】

KMI即将依托ISS National Lab再次落地空间站试验，本次测试改在空间站舱外开展。项目核心是把黏附材料试样安置于MISSE Flight Facility平台，暴露在太空极端环境中数月后带回地球拆解检测，验证长期太空辐照、温差环境下黏附材料的吸附强度与性能稳定性。

该试验项目经由ISS National Lab旗下Orbital Edge Accelerator项目遴选立项，该专项旨在对接创新初创企业与全球投资资源，助力航天初创企业融入高速发展的太空经济产业。

【适配全品类太空表面工况】

太空物体表面材质五花八门：粗糙凹凸、光滑亮面、硬质壳体、软性保温层、多层隔热薄膜、亚克力板材、褶皱铝皮、太阳能电池板等应有尽有。在轨作业目标材质无法提前预判，因此REACCH必须兼容全部工况。

受限于空间站舱内空间与运载舱容积，无法大批量搭载不同试验件，KMI团队想出折中方案：定制一颗28厘米立方体试验靶标，六个面均可通过魔术贴快速更换不同材质面板。

KMI联合创始人兼首席技术官Austin Morris表示：“我们需要逐一测试设备和不同材质表面的交互效果，以此优化后续不同目标的靠近抓取策略。”

送上空间站的试验版REACCH做了缩减，原本八条机械臂精简为四条；设备搭载在Astrobee自由飞行机器人上，由这款机器人充当未来专用拖船航天器的替身。得益于空间站载人实验室属性，整套试验没有受制于单次发射上限，累计完成172次抓取试验，等效省去172颗立方星（CubeSat）单独发射成本，全部试验在单次入轨后的200天内落地。

Kall说：“航天员随时根据实测效果给出优化建议、现场更换试验板材、调整试验条件。如果单独发射卫星，172次试验就要耗费172次火箭发射，而空间站只用一次发射就帮我们全部落地，这份试验价值无可估量。”

试验分五个月六轮开展，航天员依次设置静止靶标、自旋翻滚靶标、迎面飞来靶标三种工况，反复调整设备靠近角度、相对速度；地面工程师远程实时观看试验画面，拿到数据后快速迭代优化试验方案。

每当国际空间站从团队上空过境，哪怕白天肉眼看不见飞行器，全员也会走出室外仰望天空。Kall回忆：“想到我们的试验设备和操作设备的航天员正在头顶太空，就倍感震撼。”

【从在轨样机试验走向商用太空垃圾清除任务】

团队全程紧盯试验数据，首批成功捕获结果落地后，全员悬着的心终于放下，实测证实REACCH在绝大多数工况下运转稳定。但相比成功案例，失败数据的参考价值更高。

Morris表示：“多数场景顺利达标固然可喜，但设备失效的工况帮我们精准定位技术短板，指明后续改良方向。”

试验发现：目标表面材质直接影响抓取效率，带纹理、略带弹性的表层更容易抓牢，坚硬光滑的壳体则很难稳固吸附。KMI依托实测数据迭代样机，同时验证地面仿真模型和太空实测数据匹配度；仿真模型经在轨数据校准后，后续更大体量的设备研发可依托仿真完成验证，省去新一轮昂贵太空试飞。

Kall着重强调：“倘若没有ISS National Lab平台，我们根本无法完成整套试验，只能盲目发射航天器赌运气，收获的有效研发数据也会大打折扣。”

设备完成全材质、全工况优化定型后，KMI将启动正式太空任务：实地在轨拖拽现存太空垃圾受控离轨陨落。

REACCH的商业化应用前景广阔：除报废航天器离轨处置、在轨卫星移位托管外，还可负责航天器往返太空燃料加注站的转运工作，或是为在轨太空工厂配送生产原料。

Kall畅想未来：希望未来某个夜晚，他的孩子抬头望天，能看见不止一座空间站，而是多座太空设施穿梭天际。“国际空间站是人类迈向深空的绝佳试验平台，等到它服役期满退役，也意味着人类航天技术已经成熟，有能力搭建多座空间站、开拓更多太空项目。”

Tom Ziegler补充：想要实现太空经济的远大蓝图，首要任务就是清空杂乱的地球轨道，而成熟可靠的在轨物体转运技术，正是解锁太空产业新发展的关键钥匙。

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