前不久,中国神舟12号载人航天飞船带着三位宇航员登上了中国空间站,在不久的将来,这里将成为全球唯一一个在运作的空间站。这是每个中国人都值得自豪的时刻,标志着太空时代的来临。然而在拥抱太空时代的同时,“太空垃圾”的危险也在我们眼皮之下悄然发生。
太空垃圾的产生并不是一个国家的错误,而是全世界需要面对的问题。至今为止研究人员关于如何阻止他,依旧没有达成共识。这是否会成为阻挠人类迈入太空时代的绊脚石,人类又该如何处理它呢?
太空垃圾的数量1957年10月,苏联发射了世界上第1颗人造地球卫星--斯普特尼克1号,从此人们开始了迈向宇宙的征途。截止目前为止,世界各国总共发射了5000多个航天器,人在轨道上工作的只剩下700多个,其中90%的航天器都是人造卫星。
也就是说,在我们的脑袋上还有4000多颗卫星没有处理,这些卫星要么解体、要么没能源了,仍在轨道上运动。这些就是我们所说的太空垃圾之一。
在太空中的垃圾远远不止这些,上面的卫星至少还可以统计计算,可携带它们上来的火箭推进器,如今仍然有许多残留在轨道上的。
经过计算,这两种太空垃圾(这两种是大头),截止2012年在太空轨道上残留的重量,超过了4500吨,就连1958年美国发射的尖兵1号都还在上面没有销毁。
这些太空垃圾存在于地面上空300~350千米左右,围绕着地球做高速运动,平均速度在6~7千米每秒左右,与其它航空器相撞时的速度可达10千米每秒。
因为速度太快,所以即使很小的一块太空碎片也能造成巨大的破坏。科学家曾做过一个实验,用一个小铅球以7公里每秒的速度撞击铝板,结果如下图所示。
除了这些已经存在的太空垃圾之外,各国都在研究未来的太空卫星计划。比如SpaceX公司的“星链”计划,亚马逊公司的“柯一伯项目”等等。未来的太空将更加拥挤,时间越长久,宇宙垃圾的数量也就越多。
数量众多且破坏力巨大的太空垃圾在我们头顶环绕,严重地影响了我们迈向太空的步伐,我们发射的航天器一不小心就会遭到它们的破坏。那这些太空垃圾又是如何产生的呢?
太空垃圾的产生除了上面所说,失去效用的卫星和火箭舱残骸外,太空垃圾的出处还有很多,不过都比较小。
首先就是航空器爆炸产生的残骸,不同于卫星失效,这里的卫星发生爆炸,是因为上个世纪美苏两国“太空冷战”产生的。比如苏联就曾经进行过19次卫星拦截和爆炸实验,并且产生了1000块大小不等的碎片垃圾。
除了有意制造的之外,美国在1973年的时候,有7枚火箭不小心在轨道上发生了爆炸(无意的)。随后几年,欧洲也发生过火箭在轨道爆炸的事件,这些事件总共产生了3000多块碎片垃圾。
除此之外,宇航员也是制造太空垃圾的“小能手” 。前苏联“礼炮7号”空间站曾发生过这样一件事情,因一位宇航员在打开减压舱的前,忘记收拾螺套、垫圈和铅笔,导致舱门一开,巨大的吸力就让它们飘向了太空,成为了太空垃圾。
当然美国也干过一些蠢事,有研究人员曾发现在天空中漂浮了20多年的,美国宇航员手套。这些杂七杂八的东西都是太空垃圾,危害虽然没有高速运动的碎片大,可依旧让人害怕。
最恐怖的是科学界达成了一个共识,太空碎片现在已经达到了一个临界点。也就是就算不发射航空器,也依旧会有新的碎片产生。曾经的铱卫星碰撞事件,就是一个典型的例子。
所以太空垃圾的处理工作,应该提升日程了。
太空垃圾的处理在处理太空垃圾这个问题上面其实很多公司都提出过不同的设想,比如太空网、激光爆炸、太阳帆等等五花八门的项目。但真正有可能实施的,还是日本一家公司的“太空清洁工”项目。
简单来说就是发射A,B两颗卫星,A卫星负责捕捉失效的卫星(携带磁性系统,捕捉运动或者翻滚碎片),B卫星负责牵引A卫星向大气层运动,最终在坠入大气层的过程中解体。
这个项目在实验测试当中是比较可靠的一种实施方法,但不能完全依靠于它。毕竟发射成本摆在那里,就算降低了成本,依旧是个庞大的数字。
我们真正应该做的应该是防患于未然,除了设计升空计划之外,更应该做好“太空垃圾”回收计划。
总结人类迈向太空的时代不远了,近地轨道将成为新的公共领域,我们应该共同爱护它,共同解决太空垃圾的问题。
其实当初是我们在发射卫星之前,如果能做好设计好的结尾工作,如今也不会这么头疼了。
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