自从苏联发射人类第一颗人造卫星斯普特尼克一号以来,全世界各国一共执行了超过4000次的发射任务,产生了大量的太空垃圾。
太空垃圾又名空间碎片,通常以下几种。
首先是失效的航天器,一些卫星在完成任务后,如果能通过技术手段进入坟墓轨道,也就是位于地球同步轨道,平均高度350公里以上,是用来储存废气。航天器的轨道或者进入地球大气层烧毁就比较完美。但如果没有采取这些措施,它就会滞留在轨道上,成为太空垃圾,而这种失效的航天器往往也是最大的太空垃圾。第二种是火箭末级,将卫星送入轨道的火箭末级完成星舰分离后,一般会漂浮在轨道上,虽然已经完成任务,但舰上的推进器,高压气电池一般都还没有用完,这些东西随时会引发火箭爆炸,变成更多的空间碎片,还有的是已经发生爆炸或者出现碰撞事故的失效航天器。
1991年12月底,俄罗斯的一颗失效卫星宇宙1934号就撞上了本国另一颗卫星宇宙926号,释放出大量碎片,前者一分为二,后者零碎到无法跟随。另外还有一些航天器上脱落的部件、油漆片,甚至是宇航员出舱时不小心弄丢的工具包,还有从太空舱口喷出的冷冻尿液,这些都属于太空垃圾。
太空垃圾也有分类
大于十厘米的一般称为大碎片,尺寸在一到十厘米的是危险碎片,小于一厘米的是小碎片。所有这些太空垃圾主要分布在近地轨道、地球同步轨道。根据2019年一月份欧空局的调查数据来看,目前太空中的大碎片已经超过34000个,危险碎片高达90万个,小碎片可能有几千万个,并且这个数据还在增长中。
那么问题来了,这些太空垃圾产生什么样的伤害?
太空垃圾一般在近地轨道是以每秒7-8公里的速度运行,在地球静止轨道上则是以每秒3公里的速度运行。与此同时,航天器也同样在高速运行。据计算,一块10克的太空垃圾撞上卫星,就相当于两辆100公里每小时的汽车相撞,卫星会在1.5秒内被打穿或者被击毁。到目前为止,已经发生过很多因为太空垃圾而引发的事故了。
2009年,在西伯利亚冻土带上方800公里的太空中,俄罗斯的退役卫星宇宙。2251号和承担电话中继任务的铱星33号亲密接触,猛烈的撞击把两颗卫星变成2100块碎片,卫星残骸甚至扩展成了一朵碎片云,每一块碎片都可以摧毁一颗价值连城的人造卫星。
两年后,国际空间站不得不移动来避开碰撞留下的碎片。2012年,和空间站擦身而过的碎片最近只有120米,像这样的事件发生的概率是3.7%,以此计算,每5到10年就会发生一次太空垃圾与航天器相撞的事件,到2020年可以达到每两年一次。
NASA顾问唐纳德凯斯勒在1978年提出了一个名叫凯斯勒综合症的理论,这个理论认为,当近地轨道上的太空垃圾多到一定程度后,人造卫星和航天器经常被撞击。又产生更多太空垃圾,形成恶性循环,最后使得发射航天器的工作不得不停止。
人类目前离凯斯勒综合症越来越近了,凯斯勒向人类发出这个警告后,NASA就立即成立了轨道碎片项目组,跟踪宇宙垃圾,对大大小小的太空垃圾进行监测。目前也有很多科学家提出了清除太空垃圾的构想,要么将空间碎片放入太空中位置不那么重要的弃置区,要么就是有控制的将太空垃圾推入地球大气层中烧毁。
清理太空垃圾
最近我国的天津大学研发出一种新型连续仿生机器人,据说可以跟随火箭升空捕捉太空垃圾。它的身形近似于大象鼻子和章鱼,触角柔软可伸缩,又可以有力地抓取物品。在视野盲区,机器人可以利用安装在末端的摄像头,绕过障碍物对目标进行抓取,看来有望成为一名太空捕手。
英国萨里航天中心想出了一种用鱼叉捕获太空碎片的方法,当捕捉的目标碎片处于1.5米外时,航天器会发射一个小型鱼叉,以每小时70公里的速度击穿碎片,然后将其拖到大气层中燃烧。欧空局现在也确定了一项2025年清理太空的发射任务,这将是史上第一次捕获并处理轨道上的太空垃圾的任务,计划是制造一种特殊的卫星清洁太空一号,这种卫星会用爪子抓牢太空垃圾,把它护送到较低的轨道,两者一同进入大气层同归于尽。
发布信息:shuhanzjl 发表于 2025-03-05 19:43:08。如有侵犯您的合法权益,请联系删除!
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