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機器人、繩網、激光……如何有效回收太空垃圾?



  2009年,美國的通信衛星“銥星33號”與退役的俄軍事衛星“宇宙2251號”在近地軌道上相撞,產生了大量的碎片。這些碎片之間還繼續相互撞擊,由此產生了更多、更細小的碎片,形成級聯效應。

  如何回收?

  惡性循環

  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,航天大國都已經意識到絕對不能再任由太空垃圾增長下去。畢竟,大型衛星、宇宙飛船、太空望遠鏡都是動輒上億的金貴貨。

  航天專家將這種惡性循環稱為“凱斯勒現象”(Kessler Syndrome):太空垃圾相互碰撞,不斷產生更多的垃圾,最終會導致環繞地球的軌道被大量的太空垃圾所占據,人類將因此無法繼續安全地發射新的航天器。

  中新網1月26日電 據外媒報道,太空垃圾會破壞衛星、飛船等航天器。據歐洲空間局(ESA)的數據,目前,近地軌道上共運行1500多枚人造衛星。且隨著衛星制造成本的不斷降低,今后還會有越來越多的人造衛星升空,一同增長的還有相撞的風險。

資料圖:當地時間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的兩臺電腦之一。

  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射一束激光,利用產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視系統已經在實施監控大于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,僅占總數的很小一部分。對于10厘米以下的太空垃圾,現有監視系統依然力不從心。

  退役的人造衛星,若沒能墜入大氣層燒毀,就會成為長期環繞地球飛行的太空垃圾。如果兩枚航天器不幸發生了碰撞,則還會產生大量的碎片,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厘米的太空垃圾數量,已經超過75萬件。

資料圖:當地時間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的兩臺電腦之一。此次太空行走在早上7點20開始,并預計將持續2.5小時。這臺主電腦是在周六時出現故障,這就導致造價1千億美元的國際空間站不得不依靠后被系統來連接它的太陽能系統、散熱器、冷卻回路和其它設備。美國宇航局在一份聲明中稱,國際空間站中的五位成員分別來自于美國、俄羅斯和法國,他們不會遭遇任何危險。

  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星、空間站等昂貴的航天器,造成嚴重的經濟損失,甚至危及宇航員的人身安全。

  當然,初步的計劃以及構想還是有的。一些學者提出,可以通過機器人、繩網、電磁線纜、激光等手段對付太空垃圾。歐空局就計劃研發一種軌道清理衛星,攜帶繩網、機械臂等裝置,將捕獲的退役衛星一同帶回大氣層燒毀。這種名為e.Deorbit(歐洲離軌器)的衛星,最早有望在2023年升空。

  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。


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