退役的人造衛(wèi)星,若沒能墜入大氣層燒毀,就會成為長期環(huán)繞地球飛行的太空垃圾。如果兩枚航天器不幸發(fā)生了碰撞,則還會產(chǎn)生大量的碎片,造成更多的垃圾。此外,太空垃圾的來源還包括運載火箭的殘骸、宇航員進行艙外作業(yè)時不慎丟失的工具等。專家估計,目前,地球軌道上直徑超過1厘米的太空垃圾數(shù)量,已經(jīng)超過75萬件。
資料圖:當?shù)貢r間2017年5月23日,國際空間站,美國宇航員Jack Fischer和Peggy Whitson走出國際空間站,通過緊急太空行走修復國際空間站的外部備用電腦(MDM),這臺電腦是控制國際空間站重要系統(tǒng)的兩臺電腦之一。
惡性循環(huán)
2009年,美國的通信衛(wèi)星“銥星33號”與退役的俄軍事衛(wèi)星“宇宙2251號”在近地軌道上相撞,產(chǎn)生了大量的碎片。這些碎片之間還繼續(xù)相互撞擊,由此產(chǎn)生了更多、更細小的碎片,形成級聯(lián)效應(yīng)。
航天專家將這種惡性循環(huán)稱為“凱斯勒現(xiàn)象”(Kessler Syndrome):太空垃圾相互碰撞,不斷產(chǎn)生更多的垃圾,最終會導致環(huán)繞地球的軌道被大量的太空垃圾所占據(jù),人類將因此無法繼續(xù)安全地發(fā)射新的航天器。
并非所有的太空垃圾都能在地球軌道上飛行成百上千年。近地軌道上的太空垃圾,會因為大氣層外圈的微弱阻力,逐漸降低速度、高度,最終墜入大氣層。通常,它們都會在這一過程中完全燒毀,就像流星一樣。歐空局的專家估計,每年能夠抵達地面的太空碎片只有40枚左右,因此這一危害相對而言十分微小。
即便是極其微小的太空垃圾,也會因巨大的相對速度造成嚴重的破壞。它們會向子彈一樣擊穿衛(wèi)星、空間站等昂貴的航天器,造成嚴重的經(jīng)濟損失,甚至危及宇航員的人身安全。
如何回收?
對于依舊飛行在軌道上的垃圾,科學家則仍然在尋找對策。目前,航天大國都已經(jīng)意識到絕對不能再任由太空垃圾增長下去。畢竟,大型衛(wèi)星、宇宙飛船、太空望遠鏡都是動輒上億的金貴貨。
當然,初步的計劃以及構(gòu)想還是有的。一些學者提出,可以通過機器人、繩網(wǎng)、電磁線纜、激光等手段對付太空垃圾。歐空局就計劃研發(fā)一種軌道清理衛(wèi)星,攜帶繩網(wǎng)、機械臂等裝置,將捕獲的退役衛(wèi)星一同帶回大氣層燒毀。這種名為e.Deorbit(歐洲離軌器)的衛(wèi)星,最早有望在2023年升空。
另一種方案的難度則要大得多:從地面或者太空向這些垃圾發(fā)射一束激光,利用產(chǎn)生的光壓來迫使其改變飛行軌道,最終讓其墜入大氣層燒毀。
目前,美國、俄羅斯等國的空間監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)在實施監(jiān)控大于10厘米的太空垃圾。如果國際空間站等高價值航天器面臨相撞風險,可以實施緊急變軌,避開垃圾。不過,大于10厘米的太空垃圾只有不到3萬枚,僅占總數(shù)的很小一部分。對于10厘米以下的太空垃圾,現(xiàn)有監(jiān)視系統(tǒng)依然力不從心。
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