太空垃圾的危害

太空垃圾(space debris或space junk),是指在绕地球轨道上运行,但不具备任何用途的各种人造物体。那么它会存在着什么危害呢?

主要危害

太空垃圾一般在高300-450公里的近地轨道上以每秒7-8公里,而在36000公里高度的地球静止轨道上则以每秒3公里的速度高速运动,根据轨道倾角碰撞时的相对速度甚至可以达到每秒10公里以上,因此具有巨大的破坏力。因此太空垃圾若与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞,会危及到设备甚至宇航员的生命,据计算一块直径为10厘米的太空垃圾就可以将航天器完全摧毁,数毫米大小的太空垃圾就有可能使它们无法继续工作。而太空垃圾也因此成为了国际问题。

自上世纪20世纪50年代超级大国进军宇宙以来,人类已经发射了四千多次航天运载火箭。据不完全统计,太空中现有直径大于10cm的太空垃圾九千多个,大于1.2cf的有10万个以上,而漆片和固体推进剂[8] 尘粒等微小颗粒个能数以百万计。

这些太空垃圾飞行速度极快(6-7km/秒),他们隐藏着巨大的杀伤力:一块10克重的太空垃圾撞上卫星,相当于两辆100km/时的小汽车相互碰撞,卫星会在1.5秒内被打穿或直接击毁!但一撞上,那就是毁灭性的。最让科学家头疼的是“雪崩效应”——每一次太空垃圾的相互碰撞不会互相湮灭,而会产生更多的碎片,这就是新的“大问题”。

危害事故

1983年,美国航天飞船“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。前苏联的“礼炮—7”号轨道站也多次被此类“尘埃”损坏。1986年,“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸,成为564块10 厘米大小的残骸和2300块小碎片,这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命丧黄泉”!1991年9月15日,美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞,当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距2.74千米,幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号,它才免于丧生。

美国东部时间2009年2月10日上午11时55分(北京时间2月11日晚0时55分),美国和俄罗斯的两颗通信卫星在太空相撞并产生大量太空垃圾,这极有可能会对国际空间站构成威胁。

据计算,太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3.7%,发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算,今后将每5~10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件,到2020年将达到2年一次。

处理方法

减少太空垃圾:归结起来是“避、禁、减、清”

避:就是对太空垃圾进行严密监视与跟踪,并采取有效的技术手段,使航天器及时避开太空垃圾。

禁:就是国际上制定有关法规,禁止在空间进行实验和部署各种武器,限制发射核动力卫星,使空间成为为人类文明服务的和平空间。

减:就是发射航天器的国家应采取措施,尽量减少太空垃圾的增加。

清:就是发展太空垃圾清除技术,有些专家提出设想,运用激光的力量,使大块垃圾首先改变运行轨道,然后将其气化。

保持太空清洁

航天专家们已经开始研究限制空间垃圾的产生,以及消除空间垃圾的办法。如:将停止工作的卫星推进到其他轨道上去,以免同正常工作的卫星发生碰撞;用航天飞机把损坏的卫星带回到地球,以减少空间的大件垃圾。有一些科学家提出,使用激光武器,将太空垃圾在太空中直接焚烧掉。

探测和控制

大一些的太空碎片可以用监测导弹和间谍卫星的系统来进行监测。美国和前苏联的太空检测网络已经登记了1万个太空物体。每天大约有50个雷达、光学或光电感应器要对天空进行大约15万次观察,但是这一监测系统却不能探测到小于10厘米的物体。直到1984年,科学家才采取取样调查的方法,对这些小物体进行了分析。而德国和美国的科学雷达可以探测到2毫米大小的物体。

尽管发射卫星的数量有所减少,监测技术也有所提高,但消除太空垃圾仍然是一个十分困难艰巨的课题。NASA、国防部和能源部正在研究一项计划,在地面上用激光来去除太空中的小型垃圾。科学家提出如果人类不能积极地控制卫星的数量和消除太空垃圾,那么人类在天空中也会像在地球上一样缺少空间。

移动雷达

在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从4月6日起开始工作,该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动的雷达,在其他一些国家都是借助于军用雷达来记录或确定太空垃圾。

新型雷达能测定直径为1米高度达600千米物体的位置,并能同时跟踪近十个物体。

新型雷达由几家私人公司在日本文部科学省资助下耗资20亿日元(约1800万美元)建成,该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。

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