太空成了超级垃圾场?
第一财经日报
由废弃航天器、报废卫星、剩余的火箭外包装、宇航员排泄物等组成的垃圾带,正让广袤的宇宙空间险象环生
陈琳
中俄联合火星探测副总设计师陈昌亚曾在一次公开演讲中说:“彻底解决太空垃圾的问题,还需要耐心等待技术的发展,这个问题可能要留给后辈。”太空无比浩瀚,但刚刚发生的俄美卫星在广博的太空里“狭路相逢”、“两败俱伤”的小概率事件,却再次把太空垃圾的问题推到了科学家们眼前。
美国卫星运转地面支持系统技术开发商集成系统公司(Integral Systems)CEO约翰·郝京伯山姆(John Higginbotham)认为:“大量正常运转的卫星,和这些冲撞碎片处于同一个轨道空间里,也就是说,这些碎片同其他卫星相撞的概率将大幅增加。”俄罗斯航天飞行控制中心负责人弗拉基米尔·索罗沃夫(Vladimir Solovyov)在接受媒体采访时表示:“俄美卫星相撞时产生的碎片,将对其他正常运转卫星构成严重威胁,而且这种威胁持续时间最长可达1万年之久。”打一场太空环境保卫战,已经迫在眉睫。
垃圾让宇宙空间险象环生
太空垃圾,并不是一个新鲜话题。《第一财经日报》2009年1月1日的T28《欢迎来到新世界》一文中提及“太空会越来越挤吗?”,已经对未来的太空环境表示出了隐忧。而欧洲航天局地面控制中心数月前公布的电脑模拟图像显示,在距离地球2万英里的上空,数百万块太空碎片,组成了一条密集的垃圾带。这其中包括废弃的航天器、报废的卫星、剩余的火箭外包装、卫星碰撞和对接期间产生的金属碎片、宇航员不慎遗落的工具,以及从载人飞船上抛下的宇航员排泄物等。
英国媒体评论说:“51年前,苏联向太空发射了人类第一个航天器——人造卫星。半个世纪过去了,我们已经将太空变成了一个超级垃圾场。”在地球上看,它们可能是不起眼的“微尘”,但是在宇宙中,它们的平均时速为6到7公里,摇身一变就成了“隐形杀手”——一颗直径0.5毫米的金属微粒,足以戳穿宇航员密封的飞行服。中国科学院空间目标与碎片观测研究中心委员会主任赵长印在接受媒体采访时曾这样比喻:“一个直径10厘米左右的太空碎片,如果迎头撞在航天器上,其破坏力相当于一辆正以每小时100公里速度开动的小汽车撞在一栋大楼上。”
1991年,俄罗斯一失效卫星撞上本国另一颗卫星的大块碎片,前者一分为二,后者的破碎程度,已无法用当时的技术手段进行跟踪。印度尼西亚的人造卫星,曾经被美国宇航局空间站的尿块和粪块击中。广袤的宇宙空间,由于这些宇宙垃圾的存在而变得险象环生。
怎样清理太空垃圾
目前,科学家主要动用光学望远镜观测高太空轨道,用雷达探测低轨道,对各种太空垃圾进行严密监测和及时预警。当太空垃圾与国际空间站、卫星等航天器超过“安全距离”,很可能相撞时,让航天器及时改变运行轨道。
另外,面对维护太空环境的重重困难,科学家们也想出了一系列办法,比如激光扫帚、太空风车,以及太空牧羊犬等。激光扫帚的原理就像喷气式飞机一样,它在锁定某个太空垃圾目标后,发出一束激光,照射在太空垃圾背离地球的一端,使这部分升华为气体,再利用气体的反作用力,使整块太空垃圾朝推离地球的方向运动。“慢性子”的太空风车,主要负责清除直径在1厘米以下的太空垃圾。它在太空慢慢旋转,寻找碰撞目标。当它与太空垃圾发生碰撞时,微小的垃圾碎片就嵌入了金属风叶中。
而科学家正在研制的太空牧羊犬,则配有一个收集网,网上有一根5000米长的轻型电子绳。当太空牧羊犬到达指定位置后,就会自动松开收集长绳。在地球磁场作用下,网袋会垂向地球的一侧。在装进一定量的垃圾后,收集网就会带着垃圾一起坠入大气层中烧毁。但从可行性的角度分析,这些手段因为成本太高而暂时难以实现,还需要等待技术的进一步发展。