你知道在太空里最著名的一件垃圾是什么嗎?
那就是著名宇航員阿姆斯特朗在太空行走時(shí)丟失的一只手套。
太空垃圾就是人類在空間環(huán)境中留下的一些廢棄物,這些廢棄物現(xiàn)在連年增加。廢棄的飛行器以及它們撞擊或爆炸后生成的無(wú)數(shù)碎片是太空垃圾的主要來(lái)源。理論上,一個(gè)直徑為1厘米的碎片能把飛行器穿出一個(gè)洞來(lái)。而目前在地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上有超過(guò)1000000件直徑大于1厘米的太空垃圾。
宇宙交通肇事案
2005年1月17日,南極上空885公里,發(fā)生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”:一塊31年前發(fā)射的美國(guó)雷神火箭推進(jìn)器遺棄物,與中國(guó)6年前發(fā)射的長(zhǎng)征四號(hào)火箭碎片相撞。這是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。
而更大的一起交通事故發(fā)生在2009年2月10日,美國(guó)一顆商用通信衛(wèi)星與俄羅斯一顆已經(jīng)報(bào)廢的衛(wèi)星在西伯利亞上空相撞,這是人類歷史上首次衛(wèi)星相撞事故。撞擊產(chǎn)生的大量碎片散落到太空中,這些碎片撞到國(guó)際空間站的風(fēng)險(xiǎn)不大,但可能會(huì)影響同一軌道上的其他衛(wèi)星。事后有關(guān)研究人員宣稱:“我們知道這種事情最終會(huì)發(fā)生?!?/p>
天上掉下個(gè)“衛(wèi)星哥”
人類向近地空間發(fā)射了大量衛(wèi)星,其中一些已成為太空垃圾,如何更安全地處理這些報(bào)廢衛(wèi)星成為公眾日益關(guān)注的問(wèn)題。
2011年12月23日,俄羅斯“聯(lián)盟-2”號(hào)運(yùn)載火箭第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障,“子午線”軍民兩用衛(wèi)星的發(fā)射以失敗告終,衛(wèi)星沒(méi)有進(jìn)入預(yù)定軌道,碎片墜落西伯利亞。其中一塊直徑約為50厘米的碎片砸中了一處民房并穿透煙囪附近的屋頂。所幸沒(méi)有造成人員傷亡。該戶人家已經(jīng)提起訴訟,準(zhǔn)備與俄羅斯航天署對(duì)簿公堂。
同樣是在2011年,6年前報(bào)廢的美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星在返回大氣層后墜落到地球表面。這顆衛(wèi)星在進(jìn)入大氣層時(shí),未被燒毀的部分將斷裂成26塊殘骸,總重達(dá)到500千克,估計(jì)其中最大的一塊重達(dá)150千克。通常情況下,美國(guó)航天局會(huì)引導(dǎo)廢棄衛(wèi)星落入大海,但由于該衛(wèi)星燃料不足,已無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效控制。美國(guó)航天局此前表示,這顆衛(wèi)星內(nèi)部沒(méi)有燃料,衛(wèi)星本身也沒(méi)有任何輻射性物質(zhì),撞擊地面時(shí)不會(huì)造成爆炸。
就在美國(guó)報(bào)廢衛(wèi)星墜落地面后不久,英國(guó)媒體便報(bào)道說(shuō),已報(bào)廢的德國(guó)“倫琴天文衛(wèi)星”也將在2011年10月末墜落地球表面,最大碎片是美國(guó)報(bào)廢衛(wèi)星最大碎片的3倍多,造成地面人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失的可能性高達(dá)1/2000?!皞惽佟毙l(wèi)星碎片重約2.4噸,在制導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后于1999年報(bào)廢。專家最初估計(jì),該衛(wèi)星可在重新進(jìn)入大氣層時(shí)徹底燒毀,但后來(lái)認(rèn)為其殘骸可能撞擊地球表面。
針對(duì)這些衛(wèi)星隕落事件,科學(xué)家已經(jīng)向各國(guó)呼吁應(yīng)采取實(shí)時(shí)監(jiān)控,
全力確定隕落地點(diǎn),以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。
給太空垃圾做回“人口普查”
1957年10月4日,前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,揭開(kāi)了人類空間時(shí)代的序幕,同時(shí)也為太空送去了第一批垃圾。
當(dāng)時(shí),宇航員完成飛行任務(wù)后,把衛(wèi)星的裝載艙、備用艙、儀器設(shè)備及其他遺棄物都留在了衛(wèi)星軌道上。此后,隨著人類太空史上的一次次壯舉,太空垃圾與日俱增。
人類先后已將6000余顆衛(wèi)星送入太空,目前仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的僅有400余顆,其余的或墜毀于地球表面,或遺留在太空,成為太空垃圾。
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔,而其數(shù)量正以每年2%~5%的速度增加,其中包括停產(chǎn)的火箭、解體的衛(wèi)星,甚至廢棄的核反應(yīng)堆。
更加令人擔(dān)憂的是,太空垃圾還能“自我繁殖”。偶然間一個(gè)失效火箭中剩余燃料的爆炸,又會(huì)給太空增添幾千塊碎片。這些碎片相撞后還會(huì)變成更多的碎片,而且它們飛行的速度比相撞分裂前更快。
科學(xué)家們預(yù)測(cè):太空垃圾以此速度增加,到2300年,任何東西都無(wú)法進(jìn)入太空軌道了。
給太空垃圾分分類
太空垃圾可分為三類:一是用現(xiàn)代雷達(dá)能夠監(jiān)視和跟蹤的比較大的物體,主要有種種衛(wèi)星、衛(wèi)星保護(hù)罩及各種部件等,這類垃圾目前已達(dá)8000多個(gè);二是體積小的物體,如發(fā)動(dòng)機(jī)等在空間爆炸時(shí)產(chǎn)生的碎片,其數(shù)量估計(jì)至少有幾百萬(wàn);三是核動(dòng)力衛(wèi)星及其產(chǎn)生的放射性碎片。
給太空垃圾清清空
重力作用會(huì)使太空廢棄物最終都回落到地面,不過(guò)這個(gè)過(guò)程相當(dāng)漫長(zhǎng)。一顆兒童玩的玻璃彈子,若在480千米的上空,可滯留一年左右;若在空氣稀薄的800千米,則可留上30年;而在1500千米以上的空間,便可保存幾個(gè)世紀(jì)。而地球同步軌道衛(wèi)星在距地面約3.5萬(wàn)公里處……
為了對(duì)付太空垃圾,科學(xué)家們提出了一些預(yù)防或減少太空垃圾產(chǎn)生的辦法。例如,重新設(shè)計(jì)飛船的助推火箭,以減少太空垃圾的產(chǎn)生;在飛行器升空過(guò)程中,其脫離的部分或其他不得不被遺棄的部分盡可能在低空就進(jìn)行處理,比如將它們投入大海;也可以把衛(wèi)星飛行路線固定在特別軌道上,以確保它仍能返回地球;或者把廢棄的衛(wèi)星送入一個(gè)預(yù)定的“處理”軌道;等等。這些設(shè)想都有一定的意義,然而,到目前為止還沒(méi)有任何方案可以直接減少或消除太空垃圾。
不過(guò),我們還是應(yīng)該相信,隨著人類對(duì)太空環(huán)保的重視,太空垃圾必將得到治理,那時(shí)人類將重新獲得一個(gè)美麗而清潔的宇宙太空!