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太空垃圾:高悬的达摩克利斯剑

来源:大洋网-广州日报       更新时间:2011-10-17 9:24:50
 

  在刚刚过去不久的9月,一颗与大巴大小相似的美国失控卫星坠落地球,引发人们担忧;本月底,又将有一架废弃的太空望远镜“ROSAT”号“重返”地球;2009年2月,俄罗斯已报废的“宇宙-2251”号和美国的“铱33”卫星发生了史上首次卫星碰撞事件,之后产生了大量太空碎片。这些已废弃的卫星和太空碎片都有一个共同的名字:太空垃圾。

  近日,一则同样来自美国的消息引发关注,该消息称,目前绕着地球跑的太空垃圾已满到“临界点”,随时会相撞,而一旦互撞又会制造更多碎片。体积较大的太空碎片坠入大气层,如果不幸地落在人口密度较高的地区,很可能造成重大伤亡。对此,航空专家表示,虽然太空垃圾越来越多,但是地面上的人被太空碎片砸中是“高危险、低概率”的事,不需太过担心,我国的航天器对太空垃圾采取了多种防范措施,也正在用先进技术和手段避免制造新的太空垃圾。

  专题文字:彭玉磊

  太空垃圾已满到“临界点”

  美国的《时代》周刊在日前的一篇文章中说,如果你得知头上飞着那么多的太空垃圾,很可能会晚上睡不着觉。54年前,全球第一颗人造卫星、俄罗斯的Sputnik成功发射至太空之后,地球各国先后发射了许多航天飞行器。对于每个航天飞行器来说,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。

  记者就此采访了我国著名航天专家庞之浩。他介绍说,太空垃圾是围绕地球轨道的无用人造物体,是在人类探索宇宙的过程中,被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物,其主要有四种来源:一是航天器在使用寿命期间出现故障或者是“寿终正寝”之后继续在轨道中运行,如前苏联“礼炮-7”号空间站解体后就形成了200多块大碎片;二是火箭残骸,如已完成任务的火箭箭体、卫星本体和火箭喷射物等,尤其是第三级火箭,如果是在轨道较高的地方星箭分离的话,就会成为太空垃圾;三是航天员出舱进行太空行走时不小心掉在了舱外的工具、螺母等物体;四是在过去,航天员直接扔到太空里的生活垃圾。

  庞之浩说,根据太空垃圾尺寸的大小,国际上把太空垃圾分为三类:尺寸大于10厘米的为大碎片,现被监测到大概有1.8万个;尺寸介于1至10厘米之间的为小碎片,现大概有10万个;尺寸不大于1厘米的为微小碎片, 现大概有几千万个。

  《时代》周刊报道称,在直径大于10厘米的太空碎片中,大部分的直径都远不止10厘米,很多是尚算完整的飞行器。一些已经退役的卫星的体型相当于一辆中巴甚至大巴,重量也达到好几吨,它们就像被遗弃的驳船一样在太空中漂浮游荡。庞之浩表示,从理论上说,在低轨道运行的太空垃圾最终都会坠入大气层,而在高轨道(即3.6万千米以上高空)运行的太空垃圾则会在未采取任何措施的情况下绕着地球飞几千年。

  就在上个月月底,美国国家航空航天局(NASA)的一颗6.5吨重的“高层大气研究卫星”(UARS)失去控制坠落地球,共有26块碎片坠落地球。虽然最终其安全地坠入了南太平洋,可是之前却让科学家和普通人都紧张不已。很快,本月底又将有一架太空望远镜“ROSAT”号“重返”地球,人们仍是难以测算出其精确的坠落地点。

  高速太空垃圾危害大

  据美国媒体介绍,如果所有的太空垃圾都是以同高度、同方向、同速度的状态来运行的话,那么它们就会处于相对静止的状态,互不干扰。但目前太空垃圾的状态并非如此,而是有的快、有的慢、有的轨道离地面较远、有的轨道离地面较近,当相近的两个物体像开车一样“变道”时,就如同高速公路上乱开乱撞一样。例如,美国发射的飞行器大多都是倾斜28.5度角绕地球运行,如此美国本土才会处于飞行器的“势力范围”;出于同样的原因,俄罗斯发射的飞行器则大多沿倾斜51.6度角的轨道运行,这样,两个轨道就出现了交汇的可能,2009年的美俄卫星碰撞事故就是证明。

  太空垃圾的飞行速度很高,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。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,足以戳穿舱外航天服。

  庞之浩表示,小小的太空碎片会给航天器带来巨大危险的原因主要在于它的速度。如果一个太空碎片与航天器是相向速度(即朝同一个方向运行),而碎片又不大的话,问题就不是太大。如果是相迎速度即迎头撞上的话,那就比较危险了,尤其是在宇航员出舱太空行走时,如果被相迎速度的碎片打在宇航服上,就会带来很大问题。

  被太空垃圾砸中可索赔

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