垃圾很多 太空很挤

2015-11-22 13:33 作者:admin 来源:未知
太空本是广袤无垠的空间,却由于人类活动频繁而日益拥挤。科学家们担心,数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动,可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道——
 
“撞晕”卫星
 
太空垃圾是人类空间活动产生的空间碎片,包括完成任务的火箭箭体、卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体碰撞产生的碎块等等。
 
空间碎片是航天器和卫星的“天敌”,即使轻微碰撞,也会造成重大损坏。一块仅有阿司匹林药片大的空间碎片也能将人造卫星撞成“残废”。
 
两年前,厄瓜多尔唯一一枚卫星“飞马座”就猝不及防撞上苏联火箭残骸,卫星天线“无法定向”,“围绕两根轴狂转”,被“撞晕”了。
 
自1957年第一颗人造卫星升空以来,人类已向太空发射5000多颗各类航天器,其中很大一部分已成为太空垃圾在近地轨道上飘荡。目前,地面上能观测到并记录在案空间碎片约4000多万个。
 
规避空间碎片几乎成为各种航天器、卫星和国际空间站的“规定动作”。国际空间站去年多次调整飞行轨道和高度,躲避空间碎片。为避免遭到空间碎片的“袭击”,美国现有的航天飞机体积都较小,执行任务时飞行时间也大大减少。
 
“自我繁殖”的垃圾
 
一旦遭太空垃圾撞击报废,航天器就变成新的太空垃圾。这种“自我繁殖”的特点严重污染地球同步卫星轨道。
 
在轨航天器与太空垃圾相撞的可能性正在增加。此前,航天器与1厘米见方的太空垃圾相撞的频率约为5年一次,现已提高到每1年半至2年一次。俄罗斯联邦航天署署长弗拉基米尔·波波夫金警告,如果不解决太空垃圾问题,人类可能在未来20年内失去地球同步卫星轨道。
 
距地球2000公里的近地轨道情况也不容乐观。即使不再发射任何航天器,现有航天器老化、报废和毁坏也会导致太空垃圾“自我繁殖”。
 
技术解决刚起步
 
太空垃圾隐患巨大,各国都尝试解决,却没有立时可行的方案。
 
瑞士航天中心的清除太空垃圾计划通过技术手段“回收”太空垃圾,正研发一种超快仿生手臂。这种机械手臂安装在卫星上,捕捉并回收航天器碎片,最后带着它们一起冲入大气层焚烧殆尽。
 
这种太空垃圾清扫卫星预计需要3至5年时间达到实用水平,首颗卫星的研发及发射费用共计约1000万瑞士法郎(约合1092万美元)。
 
近年发射升空的微型卫星为治理太空垃圾提供了新思路。这类微型卫星是“立方体卫星”家族成员,单元尺寸为长、宽、高各10厘米,每个单元质量不超过1.33千克,能够有效缓解太空的拥堵情况。
 
“太空交规”有必要
 
中国航天专家叶培建院士认为,除了进行碎片防护、防止太空垃圾导致的碰撞,还应协同各国进行轨道位置的合理有效分配。
 
他说,一个空间的轨道位置,尤其是地球同步卫星轨道,其实非常有限,需要“国际上进行合作”按需求和可能优化,有必要考虑如何用好当前看来“不太好的轨道位置”,开源节流。
 
目前国际组织订立了几项原则。具体包括:飞行器寿终正寝后,有能力离轨即离开有用轨道,到没用的地方去;对已编号的全部碎片,要进行全程跟踪,目的是让航天飞机、空间站、卫星对较大碎片进行避让;在飞行器设计的时候,应考虑如何针对小碎片碰撞进行有效防护等问题。