太空垃圾
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基本概念
照火箭科学家专业的说法,它们被称为“轨道碎片”,不过一般人都将其称为“太空垃圾”。如今,太空垃圾日益成为人类面临的一个难题。我们51年前将第一个航天器发射到太空——苏联第一颗人造卫星。半个世纪过去了,我们已经将太空变成了一个垃圾场,里面充斥着无数的碎片。在这里,数百颗卫星、一个国际空间站、一个太空望远镜、大量行星间探测器正在运行,另外俄罗斯“联盟”号飞船和美国航天飞机也偶尔前来凑热闹。不时飞过的太空垃圾无疑对这些航天器和宇航员的安全构成了严重威胁。
正如照片显示的那样,它们在地球上空构成了独特的环状物和球体。大多数太空垃圾都靠近地面,即处于距地面200至300英里的低地轨道,对宇航员和他们的航天器安全构成了致命威胁。航天器会掉落大气层化为灰烬,但这一过程通常需要几个月时间。还有数百万太空碎片在距地面2万英里的地球静止轨道周围徘徊,始终不散去。
构成这些碎片的东西是,废弃的航天器和报废卫星,火箭外包装,碰撞和对接期间产生的金属片,螺母和螺栓,不慎丢弃的工具,大块冰冻火箭燃料,以及从载人飞船上扔下的宇航员排泄物。1965年,在美国宇航员第一次太空行走期间,“双子星4”号飞船宇航员埃德华·怀特丢失了一幅手套。在随后一个月中,手套以时速1.75万英里在太空飞行,成为有史以来最为危险的服装用品,直至它几个月后在地球大气层化为灰烬。
俄罗斯“和平”号空间站虽为人类太空探索作出过重大贡献,但也在运行过程中产生了200多包垃圾,当时宇航员的环保意识不像现在这么强烈,将它们直接丢弃到茫茫太空,1994年,“飞马座”无人火箭爆炸,瞬间化为30万件直径超过八分之一英寸的碎片。
令人惊讶的是,美宇航局和其他机构逐渐地将部分太空垃圾编成目录。美国雷达可以跟踪到小到直径十分之一英寸的物体。太空垃圾之所以受到如此重视,是因为它们严重威胁着宇航员和航天器安全。一小块涂料在太空的飞行速度能达到时速数万英里,一旦撞到国际空间站上,它们能轻而易举在空间站外壳留下凹痕,甚至能撞裂玻璃。
垃圾来源
NASA(美国国家航空航天局)忧心忡忡地公布:2005年1月17日,南极上空885公里,发生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一块31年前发射的,美国雷神火箭推进器遗弃物,与中国6年前发射的长征四号火箭CZ-4碎片相撞。这是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。
最早提出“太空垃圾”概念的是防空部队的值班人员,因为监控宇宙空间的部门每天要监视5万多个物体,太空垃圾常令他们迷惑。16年前,加拿大某气象台宣布,发现了英仙星座附近有星体爆炸。后来才弄楚,这不过是一颗废弃人造卫星在太阳光反射下造成的效果。另据俄报载,1987年,曾发生过因连接器拧不紧,“量子”舱无法同“和平”号对接的情况。当时,经验丰富的地面控制中心认为,舱外肯定有物质干扰对接,于是派一个考察组上去检查,结果发现那里有一个金属残片。
20世纪60年代以前,没人听说过太空坠落物,但是自1973年以来,每年有数百块太空垃圾坠落地球。但由于其在经过大气层与空气产生的急剧摩擦使得这些垃圾在未通过大气层时就自我燃烧殆尽,在大气层的保护下就自我毁灭了。万幸的是,迄今没有大型的太空垃圾坠向地球,因此也尚未伤人。
美国东部时间2009年2月10日上午11时55分(北京时间2月11日晚0时55分),美国和俄罗斯的两颗通信卫星在太空相撞并产生大量太空垃圾,这极有可能会对国际空间站构成威胁。
美国宇航局(NASA)表示,他们还需要数周时间来判断此次事故带来的破坏程度,目前只是在对约500块体积较大的碎片进行跟踪。
根据其通报,这次卫星相撞发生地点位于西伯利亚上空790公里,两颗相撞的卫星分别是美国1997年发射的一颗铱星,以及俄罗斯1993年发射的一颗卫星。前者是铱星公司运行中的66颗通讯卫星之一,后者则是一颗报废的俄罗斯卫星。
这也是人类历史上首次发生卫星相撞事故。
美国宇航局太空垃圾跟踪首席科学家尼古拉斯·约翰逊(Nicholas L. Johnson)说,尽管以前曾经观测到三次很小的碰撞,但是这么大的两颗通讯卫星撞到一起还是第一次。
近年来,随着地球外层空间逐渐被人造物体所充斥,太空交通控制问题也已经日益突出。
根据美国宇航局的统计,目前地球轨道上有大约4000个运行中或报废的人造卫星和火箭残体,此外还有大约6000个可以看到并跟踪的太空垃圾碎片;而直径超过一厘米的太空垃圾,更多达20万个。这些物体大多数的运行速度,都在2万公里/小时以上。
运行在地球轨道上的这些物体无时无刻不对卫星本身的安全、航天飞机以及国际空间站的安全构成威胁。
根据美国忧思科学联盟(Union of Concerned Scientists)截至2009年1月21日的统计数据,目前运行在地球轨道上的人造卫星为905颗,其中美国443颗、俄罗斯91颗、中国54颗,最为拥挤的地球同步轨道(高度35860公里,赤道上空,倾角为0)上的卫星为366颗。近地轨道(700公里到2000公里)上有442颗。
2008年10月,来自美国、欧盟、俄罗斯和中国的几百名太空安全专家曾经在意大利罗马召开了一次国际太空安全会议,其议题就是“民用太空环境安全预警”。
这次会议的发起人之一,世界安全基金会(Secure World Foundation,SWF)的技术顾问布莱恩·维顿(Brian Weeden)就表示,直到目前,太空环境安全的讨论还只限于军事范畴。
但他提醒说,太空环境安全预警不仅对于军事行为至关重要,也对于民用航天器生死攸关,因此必须在国际范围内建立一套类似于目前管理民用航空系统的太空交通管制系统,以避免日后出现的混乱。而在目前,少有企业和国家拥有独立完成和运行这样的系统的资源。
早在1985年,美国主要政府智囊机构阿斯平战略集团就提出,地球同步轨道上的航天器正在以每十年翻一番的速度增加,将显著增大太空行为的难度和太空事故的可能性,因此必须提高美国的太空监测和跟踪能力。
这在很大程度上,促成了美国太空监视网的进一步完善。目前这套网络由分布在全球的25个陆基雷达站点组成,能够发现在3万公里高空飞行的直径只有十厘米的物体,迄今他们已经对超过数万个绕地飞行的太空物体进行过跟踪调查,严密监控中的在轨目标达1.8万个。
不过要将全球隶属于各个国家、具备不同用途,甚至包含军事机密的人造卫星纳入到统一的太空交通管制系统,尽管技术上的障碍不难克服,政治上却存在难以逾越的鸿沟。
美国华盛顿防务信息中心主任特丽莎·海申斯(Theresa Hitchens)就表示,随着军事上投入的增加,也迫切需要建立一套用于非军事用途的中立的数据分享系统,以确保透明和避免摩擦。
目前运行中的在线卫星跟踪系统Celes Trak,可以根据美国北美太空安全司令部(NORAD)的监测数据跟踪太空中卫星的运行情况,并每周提供一份“苏格拉底报告”(SOCRATES:Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encountersin Space),预测在下一周可能发生的卫星轨道交错事件。
不过这次的卫星相撞事件却并未被预测到,原因是俄罗斯卫星脱离了原有轨道。位于美国休斯顿约翰逊太空中心负责研究轨道残骸的专家马克·马特尼(Mark Matney)就指出,俄罗斯的卫星首先失去了控制,并脱离了原先的轨道,因此造成了此次撞星事故。
但他同时也警告说,如果国际社会不能尽快采取措施,“我们知道这种相撞事故迟早会发生的。”
垃圾种类
太空垃圾的名目繁多:大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器,被遗弃的运载火箭推进器残骸;中等有意外爆炸形成的碎片,如1996年6月3日,美国一枚飞马座火箭发生爆炸,共产生了约300000个危害性碎片;小的有一些零部件,如星箭分离用的爆炸螺栓、卫星包带和弹簧等,还有宇航员“随地乱扔”的垃圾,比如1965年,在美国首次太空行走过程中,宇航员爱德华失手丢掉了一只手套(还好,一个月后,这只时速近28000公里,人类历史上杀伤力最大的手套坠入大气层烧毁);更多的则是极其微小的空间微粒,如航天器脱落的油漆颗粒等。
那么在近地球轨道究竟有多少太空垃圾呢?有人估算,自开辟太空时代50年来,太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了,现在能够看到的大约有9000件。而且,一个太空飞行器若在600公里的高空飞行,它将围绕地球转25~30年,如果它位于1000公里的高度,则可飞行到4001年,如果再高,它则几乎会成为永恒的物体。如今,太空中这种“长寿”垃圾越来越多,清除将是极其艰难的。
太空垃圾(Space debris、Orbital debris或Space junk)是围绕地球轨道的无用人造物体。太空垃圾小到由人造卫星碎片、漆片、粉尘,大到整个火箭发动机构成。自2009年1月以来已有大量的太空垃圾在太空轨道中。由于高速的轨道碎片可对运转的卫星造成极大损害,太空垃圾成为日益受到关注问题。2011年9月2日,欧洲航天局(ESA)公布了近地轨道区域的太空垃圾合成图片。美国全国研究委员会9月1日公布报告称,地球上空的太空垃圾数量已经达到“临界点”。该委员会呼吁美国国家航空航天局(NASA)采取措施减缓太空垃圾的影响。
太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片,是宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体,包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片;航天器表面材料的脱落,表面涂层老化掉下来的油漆斑块;航天器逸漏出的固体、液体材料;火箭和航天器爆炸、碰撞过程中产生的碎片。
按照火箭科学家专业的说法叫做“轨道碎片”,不过一般人都将其称为“太空垃圾”。别小看了这些零零碎碎的太空垃圾,据统计,直径大于1厘米的空间碎片数量竟然超过11万
太空垃圾电脑模拟图
个,而大于1毫米的空间碎片超过三十万个。惊讶有这么多的垃圾吗?其实,归根结底都是我们人类自己制造的。
历史事件
1961年至1963年美国西福特计划
1984年美国反卫星导弹试验
2007年中国反卫星导弹试验
2008年美国燃霜行动
2009年卫星碰撞事件
垃圾危害
影响航天事业
自上世纪50年代开始进军宇宙以来,人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计,太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个,大于1.2厘米的有数十万个,而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。
不要小看这些太空垃圾,由于飞行速度极快(6~7公里/秒),它们都蕴藏着巨大的杀伤力,一块10克重的太空垃圾撞上卫星,相当于两辆小汽车以100公里的时速迎面相撞——卫星会在瞬间被打穿或击毁!试想,如果撞上的是载人宇宙飞船……
而且人类对太空垃圾的飞行轨道无法控制,只能粗略地预测。这些垃圾就像高速公路上那些无人驾驶,随意乱开的汽车一样,你不知道它什么时候刹车,什么时候变线。它们是宇宙交通事故最大的潜在“肇事者”,对于宇航员和飞行器来说都是巨大的威胁。
目前地球周围的宇宙空间还算开阔,太空垃圾在太空中发生碰撞的概率很小,但一旦撞上,就是毁灭性的。更令航天专家头疼的是“雪崩效应”——每一次撞击并不能让碎片互相湮灭,而是产生更多碎片,而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。如果有一天,等地球周围被这些太空垃圾挤满的时候,人类探索宇宙的道路该何去何从呢?
太空垃圾是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片,它们如人造卫星一般按一定的轨道环绕地球飞行,形成一条危险的垃圾带。太空垃圾可分为三类:一是用现代雷达能够监视和跟踪的比较大的物体,主要有种种卫星、卫星保护罩及各种部件等,这类垃圾目前已达8000多个;二是体积小的物体,如发动机等在空间爆炸时产生的,其数量估计至少有几百万;三是核动力卫星及其产生的放射性碎片,到2000年,这类卫星送到地球轨道上的碎片达3吨。
污染宇宙空间
太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,而且还污染了宇宙空间,给人类带来灾难,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染。美国和前苏联在空间的核反应堆中有1吨的铀—235及其他核分离物。前苏联共发射31颗核动力侦察卫星,其中已有两颗给地面带来污染:1978年,“宇宙954”号大量放射性残骸落入加拿大的斯克拉芬海;1983年,“宇宙1402”号的反应堆芯落入南大西洋。1957年10月4日,前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星,揭开了人类空间时代的序幕,同时也为太空送去了第一批垃圾。当时,宇航员完成飞行任务,把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后,随着人类太空史上的一次次壮举,太空垃圾与日俱增。人类先后已将4000余颗卫星送入太空,目前仍在正常运转的仅有400余颗,其余的或坠毁于地球表面,或遗留在太空,成为太空垃圾。据统计,目前约有3000吨太空垃圾在绕地球飞奔,而其数量正以每年2%~5%的速度增加。科学家们预测:太空垃圾以此速度增加,将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生,如此下去,到2300年,任何东西都无法进入太空轨道了。
历史事故
1983年,美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0.2毫米的涂料剥离物相撞,导致舷窗被损,只好停止飞行。前苏联的“礼炮—7”号轨道站也多次被此类“尘埃”损坏。1986年,“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸,成为564块10 厘米大小的残骸和2300块小碎片,这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”!1991年9月15日,美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞,当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2.74千米,幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号,它才免于丧生。据计算,目前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3.7%,发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算,今后将每5~10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件,到2020年将达到2年一次。
太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,而且还污染了宇宙空间,给人类带来灾难,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染。目前,美国和前苏联在空间的核反应堆中有1吨的铀—235及其他核分离物。前苏联共发射31颗核动力侦察卫星,其中已有两颗给地面带来污染:1978年,“宇宙954”号大量放射性残骸落入加拿大的斯克拉芬海;1983年,“宇宙1402”号的反应堆芯落入南大西洋。
太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患,它们成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手,使宇航员的安全受到严重威胁。要知道,太空垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为0.5毫米的金属微粒,足以戳穿密封的飞行服;人们肉眼无法辨别的尘埃(如油漆细屑、涂料粉末)也能使宇航员殒命;一块仅有阿司匹林药片大的残骸可将人造卫星撞成“残废”,可将造价上亿美元的航天器送上绝路。在人类太空史上,太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。
处理方法
减少太空垃圾:归结起来是“避、禁、减、清”
避:就是对太空垃圾进行严密监视与跟踪,并采取有效的技术手段,使航天器及时避开太空垃圾。
禁:就是国际上制定有关法规,禁止在空间进行实验和部署各种武器,限制发射核动力卫星,使空间成为为人类文明服务的和平空间。
减:就是发射航天器的国家应采取措施,尽量减少太空垃圾的增加。
清:就是发展太空垃圾清除技术,有些专家提出设想,运用激光的力量,使大块垃圾首先改变运行轨道,然后将其气化。
保持太空清洁
航天专家们已经开始研究限制空间垃圾的产生,以及消除空间垃圾的办法。如:将停止工作的卫星推进到其他轨道上去,以免同正常工作的卫星发生碰撞;用航天飞机把损坏的卫星带回到地球,以减少空间的大件垃圾。有一些科学家提出,使用激光武器,将太空垃圾在太空中直接焚烧掉。
探测和控制
大一些的太空碎片可以用监测导弹和间谍卫星的系统来进行监测。美国和前苏联的太空检测网络已经登记了1万个太空物体。每天大约有50个雷达、光学或光电感应器要对天空进行大约15万次观察,但是这一监测系统却不能探测到小于10厘米的物体。直到1984年,科学家才采取取样调查的方法,对这些小物体进行了分析。而德国和美国的科学雷达可以探测到2毫米大小的物体。
尽管发射卫星的数量有所减少,监测技术也有所提高,但消除太空垃圾仍然是一个十分困难艰巨的课题。NASA、国防部和能源部正在研究一项计划,在地面上用激光来去除太空中的小型垃圾。科学家提出如果人类不能积极地控制卫星的数量和消除太空垃圾,那么人类在天空中也会像在地球上一样缺少空间。
移动雷达
在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从4月6日起开始工作,该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动的雷达,在其他一些国家都是借助于军用雷达来记录或确定太空垃圾。
新型雷达能测定直径为1米高度达600千米物体的位置,并能同时跟踪近十个物体。
新型雷达由几家私人公司在日本文部科学省资助下耗资20亿日元(约1800万美元)建成,该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。
维护方法
一开始,空间站的人们没有注意垃圾问题,专用的垃圾集装箱装满后就通过舱口丢到太空。随着时间的推移,科学家们开始关注近地球轨道的生态问题,决定不再向太空抛弃垃圾。在“和平”号空间站上,垃圾被装袋保存着,待“进步”号货运飞船到来后,将货卸下来,把垃圾装进去,于是这些垃圾就同货运飞船一起在大气层中烧掉。 据俄报载,美国“奋进”号航天飞机直至现在还将废弃品抛向太空。如此迟早有一天,人类要为自己在太空丢弃的各种垃圾承担后果。
相关报道
高尔夫球
漂移在太空中的各色废弃物,多年来已然累积成一片浩瀚的“垃圾海洋”,给航空飞行造成诸多隐患。为此,美国国家航空和航天局一向对国际空间站中航空垃圾的产生与处理十分谨慎。然而近日,原本严格的太空垃圾处理原则却出现松动,原因只为一只小小的高尔夫球。
国际空间站中的废弃物如何处理,一直是美国国家航空和航天局谨慎面对的难题,任何要丢弃在太空的垃圾都要进行严格筛选。不过最近,国家航空和航天局忽然放宽政策——“打开后门,扔掉就是了”。
原来,这是国家航空和航天局给“太空高尔夫”开的“后门”。这样一来,也许在不久的将来,高尔夫球将成为茫茫“太空垃圾海洋”中的新品种。
“元素21”是加拿大一家高尔夫球杆厂,为了使自己的品牌走向世界,该厂商不惜重金邀请俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林完成“太空一击”的广告宣传。据英国《每日电讯报》19日报道,秋林在22日完成太空行走之后,将用该品牌球杆,在太空中挥出这记世上飞行时间最长的高尔夫球。
国家航空和航天局称,秋林打出的这只高尔夫球会在太空轨道上飞行3天,然后在坠落大气层时燃毁。不过,俄罗斯科学家认为,这只球可能要绕着地球转3年之久。令人宽慰的是,有关专家已经表示,太空垃圾若与空间站相撞并造成损失,需要相当于重20吨卡车以每小时100英里(约161公里)的速度行驶时产生的能量,这只高尔夫球还不致有如此威力。
美国宇航局
50年太空开发给我们头顶的天空留下大量垃圾:火箭推进器残骸、人造卫星碎片、脱落的油漆,甚至一只宇航员的手套。近日,美国宇航局(NASA)的科研人员称,太空垃圾的临界引爆点正在来临。即使不再发射太空飞船,到2055年,由碰撞所产生的新碎片数量将超过落回地球和燃烧掉的碎片总数。
伯尔尼大学天文学院与欧洲航天局合作追踪太空垃圾已经8年,其间,进行过多次太空碎片的测算。瑞士伯尔尼大学天文学院(Bern University's Astronomical Institute)教授Thomas Schildknecht和他的研究小组参与了对太空的监控。这个科研小组将安置在西班牙岛屿特纳里夫(Tenerife)和伯尔尼附近的光学望远镜对准2万~3.6万公里的高空,对那里的太空垃圾作搜索和监控。
欧洲航天局的模型显示:有60多万个直径超过1厘米的太空垃圾以数千公里的时速围绕着我们的星球横冲直撞。美国空间监视网(Space Surveillance Network)对约1.2万个直径超过10厘米的碎片进行监控,但大多数的碎片物质还是没有被观察到。
科研人员指出,在低空轨道(2千公里高度以内)上,一个1厘米见方、速度为每秒15公里的微小碎片若撞上运行中的人造卫星,可能造成的破坏等同于一枚手榴弹的威力。
“在低空轨道,那里有空间站和载人飞船。以国际空间站为例,人们认为,在今后10年内,它被太空垃圾严重撞击的可能性达到50%。”Schildknecht说。
“如今还没有像真空吸尘器之类能够有力地清理太空垃圾的可行办法。”Schildknecht表示,“因而国际上大多数努力将重点放在追踪较大碎片上,以预防碰撞的发生,避免产生更多碎片。”
8年来,在伯尔尼和特纳里夫,Schildknecht和他的科研小组与欧洲航天局(European Space Agency)合作,对在高空急速飞行的小碎片建立了清单。他们的调查结果用来帮助指导人造卫星穿过碎片地带。Schildknecht说:“目前,每一两个月,就有一个人造卫星被指引远离飘浮着的太空垃圾的轨道。”
科研小组的另一部分工作则是提醒太空组织,更清醒地认识到环境问题到底有多严重。“这就像地球上的垃圾处理。我们碰到的是15年前产生的垃圾,当时人们还根本不晓得这回事。”Schildknecht说,“在某些高度上,如800至1000公里处,问题正变得越来越糟糕。因为那里有许多人造卫星,随着时间推移,它们也可能产生碎片。大多数碎片会逐渐落下,在进入大气层之前,它们会聚集在较低的高度上。最大的问题并非是给地球造成的风险,而是对太空使命的危害。各太空机构对这一问题的认识不断加强,并开始迫使商业组织遵守最低纲领。最终目标将是编制一套行业守则,以限制太空探测产生的碎片数量。”
但美国俄克拉荷马州的Lottie Williams并不同意Schildknecht的看法。他是有史以来第一位,也是唯一一位被人造太空碎片击中的人。1997年1月22日,她在塔尔萨的公园里散步时,被一个15厘米的金属块击中肩部,这个金属块后被确认是1996年将一枚美国空军卫星发射升天的Delta II火箭的燃料箱碎片。所幸的是,Williams并没有受伤。
垃圾数据
数据调查
太空垃圾,是在人类探索宇宙的过程中,被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。太空垃圾的名目繁多:大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器,被遗弃的运载火箭推进器残骸;中等有意外爆炸形成的碎片。太空垃圾的来源包括:报废的航天器及火箭残骸、爆炸产生的碎片、一些零件、宇航员的生活垃圾以及人类太空活动掉落的空间微粒等。
美国在1958年发射一颗命名为先锋的卫星,成了最长尚存件的太空垃圾之一。除了进行航天任务时扔到太空的垃圾越来越多以外,已在太空的垃圾件数也会自行增多,即当脱离主体的火箭中还含有的剩余燃料在太空爆炸时,便会生成无数个碎块,形成更多的太空垃圾。调查表明,自开辟太空时代50年以来,太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了,现在能够看到的大约有9000件。而且,一个太空飞行器若在600公里的高空飞行,它将围绕地球转25-30年,如果它位于1000公里的高度,则可飞行到4001年,如果再高,它则几乎会成为永恒的物体。到2009年1月为止,太空中这种“长寿”垃圾越来越多,清除将是极其艰难的。一般来说,这些太空垃圾在大气阻力的影响下会逐渐陨落,但是如果它的轨道很高,在1000千米以上,大气阻力很小,那它能在轨道上存留数万年甚至数百万年。而且,目前大多数太空垃圾都处于比较高的高度上。到2009年1月为止,太空垃圾空间碎片总数已经超过4000万个,总质量已达数百万千克,大于10厘米。
数据资料
2010年7月30日据俄新网报道,俄罗斯航天署新闻处发布消息说,中国已经成为在近地宇宙空间制造太空垃圾最多的国家。俄航天署官方网站周五发表的一篇文章指出,“根据统计,40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占27.5%,俄罗斯占25.5%,其他国家占7%”。
未来展望
由于太空垃圾的飞行速度极快,约每秒6至7公里,因此对轨道中卫星的安全构成严重威胁。瑞士联邦理工学院洛桑分校日前宣布,准备发射人造卫星,用以捕捉太空垃圾,并将其带入地球大气层焚烧。
空间站
国际空间站6名宇航员被迫迁往俄罗斯“联盟”载人飞船,躲避可能撞击空间站的一块太空垃圾。这已是12年来第三次出现这样的情况。上次出现宇航员出空间站躲避的情况是去年6月,当时一片太空垃圾在距太空站250米以内的地方飘过。
随着人类空间项目不断发展,太空垃圾日益成为令人忧虑的问题。自上世纪50年代以来,人类已进行过大约4600次航天发射,逐渐在太空留下了许多垃圾。这些太空垃圾,既有报废的卫星、火箭箭体,又有航天器的零件,甚至包括宇航员的生活垃圾。据2010年美国宇航局的数据,直径大于1厘米的太空垃圾就超过11万个,而大于1毫米的各类垃圾竟然超过37万个。并且太空垃圾的数量仍以每年2%至5%的速度递增。太空看似辽阔无边,而近地轨道却已拥挤不堪。
太空垃圾大多体积不大,但由于它们的飞行速度极快,约每秒6至7公里,因此对轨道中的卫星和载人航天器的安全构成严重威胁。而一旦发生卫星相撞事故,就有可能摧毁地球的通讯系统。并且相撞可能引起连锁反应,产生更多的碎片。太空垃圾占据着近地轨道,也会影响以后航天器的发射。
目前焚烧处理是解决太空垃圾的一种方法,另一种办法是将废弃的人造卫星发射到一条更高的轨道上,在这条所谓的“公墓轨道”上,运行的航天器寥寥无几,因此发生撞击的可能性也大大降低。
很多国家也推出清扫太空垃圾的计划。瑞士联邦理工学院洛桑分校日前宣布,准备发射人造卫星,用以捕捉太空垃圾,并将其带入地球大气层焚烧。日本宇航探索局正在和一家拥有百年历史的制网企业进行合作,计划两年内织就一张巨大的“太空渔网”,用于“打捞”漂浮在地球轨道中的太空垃圾。美国航空航天制造商洛克希德·马丁公司推出“太空篱笆”计划,预计于2015年投入首次运行,追踪太空中漂浮的垃圾。
但由于清除太空碎片的措施实行起来十分困难,而且成本昂贵,这些成本比卫星被碎片撞击后造成的经济损失还要大得多,因此眼下防范太空垃圾还是以“躲”为主,或者等待它们自己进入大气层烧毁。
消除太空垃圾,还需要各国更多的努力。不断完善国际法,增强国际法的执行力,在日益严峻的形势下是非常必要的,这样太空才能逐渐变得清洁而且安全。
应对措施
美国
太空垃圾:美国宇航局提出了一项“清理”近地太空的激进方法。美国密歇根大学的一个科研组正在研究一种利用气体“脉冲”射击太空碎片的新技术。这种被提议的新系统名叫太空碎片清除(SpaDE)系统,它将通过把大气气体脉冲发射到目标碎片必经路线上,增加太空垃圾的摩擦力,令其下降坠落到地球大气层里。
英国
欲让死卫星不再变太空垃圾
清洁太空一号卫星到2009年1月为止,英国萨里卫星技术公司(SSTL)的研究人员设计一种用于小卫星的微型电力推进器,可以将卫星安全带回地球大气层,在空中烧尽,从而避免产生太空垃圾,控制低空轨道的卫星拥挤状况。这项技术还可以将小卫星送到更远的太空。
中国
建立“太空垃圾”
“中国科学院空间目标与碎片观测研究中心”2005年3月初在中科院紫金山天文台成立,将为中国在空间航天领域建起安全预警系统。
日本
在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从2011年4月6日起开始工作,该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动的雷达,该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。
瑞士
拟发射首颗打扫卫星清理太空垃圾
2012年2月,瑞士科学家宣布,计划研发犹如家用吸尘机的装置,或像水母触须一样的打扫卫星,为外层空间大扫除,清理废弃卫星及火箭残骸等太空垃圾。该卫星名为“清洁太空一号”,预计造价1,000万瑞郎(约合人民币6856.4万元),将于3至5年内发射。新卫星第一个任务是回收两枚分别于2009年及2010年发射的瑞士卫星。
国际空间站
穿“铠甲”
国际空间站上的两名俄罗斯宇航员经过5个半小时的太空行走,为空间站安装金属遮蔽罩,减少太空垃圾对空间站的威胁。这次太空行走的主要任务是在俄罗斯建造的太空舱外安装5个铝制遮蔽罩,防止太空垃圾撞坏空间站。每个遮蔽罩重9公斤,宽0.6米、长0.9米。俄罗斯为国际空间站建造的生活舱已在距地面355公里的轨道上运行了7年。
美国航空航天局一个独立工作组发布报告称,太空垃圾是国际空间站面临的威胁。安装遮蔽罩将大大提高空间站抵抗太空垃圾撞击的能力。报告估计,俄罗斯为空间站建造的设备完成的防护升级,空间站被太空垃圾撞毁的风险将从9%降至5%。
版本列表
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太空垃圾 v1.0.0.0 官方版
游戏中你扮演一位太空垃圾清理员Zzed(长的真怪异),干着他的本职工作。游戏方式有点 ...
软件大小:7.54 MB 更新时间:2014-01-15