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清除太空垃圾
陈钰鹏
  陈钰鹏

  1996年7月24日,法国一颗人造卫星突然受到一块空间碎片撞击,失去控制而不再面朝地球,从此失效。经研究,发现碎片是“阿里安”火箭发射后留在空间的“垃圾”。火箭发射后的遗骸、失效的宇航器、宇航活动中遗失的工具、发动机点火时从火箭上掉下的“渣滓”、微陨星或空间碎片与其他宇航器碰撞时喷发的小碎片、火箭上的涂料微粒和绝热层微粒等,这些都被称为太空垃圾,它们长期滞留在地球的外层空间,在不同轨道平面上运行,就像几百万颗机枪子弹一样疯狂地扫射着,成为宇航器(如人造卫星等)的严重威胁(一个1至2厘米大小的物体在每秒10至12千米的速度下与宇航器相撞时可产生相当于一个手榴弹爆炸时的冲击力)。此外,一些表面积较大的光亮碎片还会在太空反射光线,干扰天文观测和太空实验;而源自宇航器核动力装置的太空垃圾,如果轨道太低,当速度减小到一定程度时,有可能坠落到地球表面而成为核辐射污染。

  根据今天的认识,在高度800千米的轨道平面上受太空垃圾撞击的风险最大,尽管在36000千米的高度(也就是人造地球卫星与地球旋转同步的轨道高度)从理论上讲具有更大的风险,但由于这一高度的碎片密度小,所以风险也较小。同样的道理,GPS-导航卫星受空间碎片撞击的风险也不大,因为其高度通常在20000千米。

  如何减少太空垃圾,曾经有过一种避免措施,比如适当提高宇航器的剩余燃料量,当宇航器的寿命结束时,用有意识的

  减速推进动力,使宇航器脱离轨道,在海洋上空坠落并烧毁。面对已经存在的太空垃圾(据美国航天航空局估计,至今在太空

  已经有6000吨左右的太空垃圾),人们在研究太空垃圾引开和捕捉装置,目前正在热议中的是一颗配有许多捕捉网的人造卫星。由于方案超出了当前的科学技术水平,所以至首个“捕捉清扫队”出动,还要过几年时间。有人考虑到,由于太空垃圾中隐藏着有价值的高端技术,所以尚需解决一些外交和法律上的问题。

  面对太空垃圾的危害,有的人在敲警钟,也有的人显得较为泰然。有一种说法:在800千米的高度,一颗普通的、中等大小的、寿命一般的卫星,在其“一生”中与一个1厘米大的碎片碰撞的概率可能是3%,而在其他轨道平面上的可能性则更小。

  问题在于,如果人类像以往那样频繁地从事航天活动,那么再过几十年或几个世纪,宇宙空间的垃圾将明显增多,到那时候人类可能就没有办法对付了。

     
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