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空间碎片:隐形的达摩克利斯之剑

来源:科学时报       更新时间:2011-11-15 10:00:05
 
能把废弃物从太空收回来,就必然能对别国卫星“为所欲为”。太空垃圾清除仍是非常敏感的军事问题。董怡辰制图   能把废弃物从太空收回来,就必然能对别国卫星“为所欲为”。太空垃圾清除仍是非常敏感的军事问题。董怡辰制图 11月8日,在太原卫星发射中心某光学点号,技术人员正在为天宫一号躲避太空垃圾搜索每一段运行轨道。新华社记者 刘彬摄   11月8日,在太原卫星发射中心某光学点号,技术人员正在为天宫一号躲避太空垃圾搜索每一段运行轨道。新华社记者 刘彬摄

  为了防止被撞,天宫一号舱体被加装特殊的防护装置,并在科学家的严密监测中运行。即便如此,谁也不能保证它不会遇到太空中的危险“访客”空间碎片。

  空间碎片的每一次互相撞击都会产生更多碎片,进而每一个新的碎片又多了一个新的碰撞危险源。这些太空垃圾如同悬在人类上空的“达摩克利斯之剑”,而破解之道难寻。

  这是一个非常庞大的群体。它们围绕着地球,以每秒10公里左右的速度飞行。即便是一次不经意的碰撞,也足以彻底毁掉与之相遇的飞船和卫星。

  空间碎片,又名空间垃圾,其形成和地球上的污染路径相似。在人类航天活动伊始,没人会把这当成一个问题。近年来,随着空间碰撞事件以及空间碎片“回娘家”事件频发,这群数量庞大的飞行物成为各国航空活动中的棘手难题。

  为防止这些“不速之客”的伤害,天宫一号“穿上”了2至3毫米厚的金属外衣舱体上设计了特殊的防护装置,并携带防护板。中科院紫金山天文台在云南、黑龙江、盱眙三个观测点每天都在紧张监测着。

  即便如此,谁也不能保证,两年的在轨运行过程中,天宫一号不会遇到危险“访客”。

  人类频繁的空间活动,带来成倍增长、数以百万计的空间碎片。令航天专家头疼的是,每一次互相撞击并不能让碎片湮灭,而是产生更多碎片,进而每一个新的碎片又多了一个新的碰撞危险源。由于在地面无法对它们进行直接观测,因此不能确切掌握它们的运行轨道。

  这些太空垃圾如同是悬在人类上空的“达摩克利斯之剑”,而破解之道难寻。

  太空垃圾已达“临界点”?

  废弃的空间站、人造卫星和火箭爆炸后的碎片,甚至是螺栓、推进器、电池板、绝缘材料、涂层片,都是空间碎片的来源。

  关于太空垃圾的确切数字一直在波动。一些碎片在重新进入轨道时会燃烧,并且产生新的碎片进入轨道。因此,统计空间碎片是一项异常庞大的工作。

  “2000千米以下的近地轨道、2万千米高度的中轨道和3.6万千米高度的地球同步轨道是空间碎片的集中分布区。”中国空间技术研究院副院长、空间碎片行动计划首席专家李明对本报记者表示。

  据美国航天局(NASA)公布的统计数据,10厘米以上大小的太空垃圾已经达到17000片;2.5到7.5厘米大小的超过20万片;更小的则数以百万计。

  最新有关空间碎片的报告美国全国研究委员会9月1日公布称,地球上空的太空垃圾数量已“达临界点”,对于航天器和宇航员而言,当前的空间环境正在变得越来越危险。

  此前,NASA的科学家曾警告,即使不再发射航天器,到2055年,由碰撞产生的新碎片数量也将超过落回地球和燃烧掉的碎片总数。

  对此,中科院空间中心研究员、中国空间碎片行动计划前首席科学家都亨表示,空间垃圾临界点这一说法在上世纪70年代末就提出过,后来在上世纪80年代各国采取了相应的措施,使空间垃圾上升势头有所减缓。

  “这个临界点是多少,肯定存有争议,至少到现在为止还没有来临。”都亨对本报记者说。

  对于这一临界点在什么时候会来临,都亨表示,这和人类空间活动的频繁度有很大关系,如果没有空间战争等特殊因素,目前还尚待时日。但如果空间碎片多到一定程度,达到临界密度,就会发生雪崩效应。

  美国全国研究委员会报告还称,计算机模型显示,太空中轨道碎片的数量已多到足以持续碰撞

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