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太空垃圾云正不断扩大或致同步卫星轨道报废

2019-08-15 19:23:46来源:励志吧0次阅读

  有关太空垃圾的话题在近几年持续得到国际社会的关注。也被称为轨道碎片,是围绕地球轨道运行的无用人造物体,既包括已经 寿终正寝 ,但仍在空间轨道兜圈子的各类卫星、被遗弃的运载火箭推进器残骸等,也有航天器意外爆炸或者碰撞形成的碎片,还有一些螺丝和垫圈之类的零部件。

  近日,俄罗斯联邦航天署署长弗拉基米尔 波波夫金在俄联邦委员会圆桌会议上的一番话再次引发了人们对太空垃圾的担忧。他表示,目前地球同步轨道的太空非常严重,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 。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。

  波波夫金的话并非耸人听闻,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1次,现已提高到每1年半至2年1次,在轨航天器与太空垃圾相撞的可能性正在增加。航天器一旦被太空垃圾撞击报废,自己又变成新的太空垃圾。最终,近地轨道将被各种危险的太空垃圾所 封锁 ,地球将变成一个永久的。届时,高度依赖现代通讯卫星等现代太空设施的人类将发现自己的生活难以为继,人类文明程度甚至大幅后退。

  太空事故时有发生

  35年前,美国宇航局天文学家唐纳德 凯斯勒发表了一篇关于太空垃圾的论文,文章中他向世人描绘了这样一场噩梦:超过使用期的卫星和其他太空垃圾在不断堆积,总有一天碰撞将不可避免。而这些物体碰撞之后又会产生无数同样危险的碎片,而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。其结果是,随着时间的推移,碎片的数量呈指数式增加,最后出现一条环绕地球的碎片带。

  2011年欧洲航天局公布的近地轨道区域的空间碎片合成图片显示,现在的地球如同被蜂群围得密不透风的蜂巢,碎片带的预言成为现实。尽管当时美国宇航局官员在理论上也接受了凯斯勒的推测,但在这个问题上仍然无所作为。因为当时捕捉和处理太空垃圾的成本极其高昂,困难重重,而且官员认为处理太空垃圾没有到火烧眉毛的时候。

  凯斯勒还对轨道碎片大爆发周期做出预测,即每30至40年出现一次大爆发。这一预测被称为著名的 凯斯勒症候 。

  2009年2月10日,也就是在他论文发表刚过三十年之后,凯斯勒症候应验了。大约在西伯利亚冻土带上方800公里的太空,两颗卫星正在遨游,各自的运行速度为每秒8公里。承担中继任务的铱星33号向北飞行,途中恰好与俄罗斯早已退役的失控通讯卫星宇宙2251号猛烈相撞,刹那间两颗卫星化成2100块碎片。随后,卫星残骸很快扩展形成一朵碎片云,轨道上的每块碎片都成了一枚炮弹,足以摧毁任何一颗价值连城的人造卫星。

  尽管铱星33号与宇宙2251号相撞尚属有史以来首次卫星碰撞事故,但此前几十年来,大大小小的太空事故时有发生。美国国家航空航天局曾公布,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;1986年, 阿丽亚娜 号火箭进入轨道之后不久便爆炸,其残骸便使两颗日本通信卫星 命赴黄泉 。

  各种案例显示,太空垃圾的飞行速度极快。一个仅10克重的太空碎片的太空撞击能量,不亚于一辆以每小时100千米速度行驶的小汽车所产生的撞击能量;一颗迎面而来的直径为0.5毫米的金属微粒,足以戳穿宇航员的宇航服,使其一命呜呼。如果撞击到航天器表面,轻者会留下凹坑,重者会穿透航天器造成部分系统功能失效,甚至会产生灾难性的后果。

  太空垃圾云正不断扩大

  自20世纪50年代开始探索宇宙以来,人类已经发射了4000多次航天运载火箭,每个航天飞行器都会留下各种各样的垃圾:螺栓、升压器、连接环、隔热材料,甚至油漆碎片。半个多世纪以来,人类留下的太空垃圾呈爆发式增长。美国国家研究委员会曾在2011年发出警告称,地球上空的太空垃圾数量已经达到 临界点 ,太空中轨道碎片的数量已多到足以持续碰撞并产生更多太空垃圾,威胁航天器的安全。

  据美国宇航局估计,地球周围尺寸超过弹珠的轨道碎片在50万块左右,尺寸超过板球的碎片在2.2万块左右。低地球轨道的碎片以大约每小时2.8万公里的速度飞行,即使尺寸很小,也能给卫星造成巨大破坏,同时对宇航员的安全带来致命威胁。在已经编目的太空垃圾中,大约有70%位于距地面约2000公里以内的低地球轨道,时刻威胁着各种卫星的安全。更为可怕的是,地球周围的太空垃圾云仍在不断扩大。

  不过,凯斯勒表示,太空垃圾问题目前仍处在可控制范围内,因为卫星操作人员能够采取预防措施,防止卫星发生相撞事故。不过,如果国际社会无法达成协议,的数量,这种威胁将不断加剧,最终导致操作人员的预防措施不足以应对碎片威胁。

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