“太空幽靈”包圍地球
太空幽靈就是隨著人類科技的發展,在太空中新出現的太空垃圾。太空垃圾的危險性絲毫不弱於星體的殘骸,美國近期出版的《科學》周刊就此撰文討論。
文章稱,地球的近地空間已經變成一個垃圾場,從衛星的碎片、宇航員遺失的工具到廢棄的運載火箭部件,應有盡有。從《科學》周刊配發的圖片中可以看到,數不清的太空垃圾正包圍著地球。據估算,其總重量已經超過 2000噸。
太空垃圾的來源多種多樣。譬如,在把衛星送人軌道的過程中,運載火箭的箭體會分級脫離,第一、二級會很快返回地麵,而第三級則可能長久地漂浮在距地600公裏以上的地方。衛星與箭體分離時,還會掉出諸如透鏡蓋、分離裝置等小物品。
此外,宇航員在太空工作時,也會拋棄或不小心丟失一些東西。1965年,“雙子星座4號”飛船的宇航員埃德·懷特進行太空行走時,就丟失了一隻手套,不過它現在已“返回”了地球。目前,宇航員已被禁止在太空中拋棄固體物品。
據觀測,太空垃圾中99%是承載貨物、火箭箭體等,它們體形相對較大,監測相對容易,因而可以防患於未然。
但問題在於,它們自身也有可能爆裂,“生”出上百萬的碎片“後代”,造成更大麻煩。
因此,人類對它們的監測一刻也沒有放鬆。據統計,從2001年6月起,研究人員已經觀測到170次大的爆裂事件。
為了研究方便,科學家一般把太空垃圾按照劃、(直徑)分為3類:10厘米以上的、1到10厘米之間的以及0.1到1厘米的。在地球近地軌道上直徑大於10厘米及高空(離地球表麵超過2000公裏)軌道上直徑大於1米的太空垃圾一般可以通過儀器監測得到,並被記錄在冊;直徑介於1到10厘米之間的太空垃圾,儀器跟蹤不到,它們完全像可能隨時出現的猛獸,十分可怕。
如果航天器與它們“親密接觸”,傷害都是“災難性”的:直徑小於1厘米的太空垃圾也應歸類於危險的一族,它可致殘一顆衛星。但現在的衛星都穿上了“防彈衣”,基本上可以避免這類傷害。
太空垃圾無疑是極具威脅性的,因為它們的速度奇快,一旦發生碰撞,後果慘烈。舉例來說,一個物體要停留在1000公裏以下的軌道中,速度必須超過每秒8公裏。這是個什麽樣的概念呢?估算一下,如果一枚銅錢在太空裏的速度達到每秒10公裏,其動能與地麵上以每小時100公裏行駛的小汽車是相等的。
太空垃圾雖然體積小,但很容易在航天器上開個洞。
美國宇航局從太空裏回收的“長期暴露器件”(LDEF,一種衛星)見證了上述超高速(速度大於每秒3公裏)碰撞的慘烈場麵,在LDEF僅僅151平方米的表麵,覆蓋著大大小小、肉眼可見的3萬多個坑,其中5000個直徑超過0.5毫米。
俄羅斯技術科學博士佩別傑夫曾在1999年警告說,如果今後近地軌道的太空垃圾以過去幾十年的平均速度增加,那麽150年後太空飛船將難以進入太空。
而俄羅斯《晨報》2002年2月載文說,到2050年,太空垃圾會接近危機的程度,近地空間的飛行將無法進行。
《科學》周刊提到了《歐洲太空垃圾安全和減緩標準》一書中介紹的兩種方法:一種是改進航天器的係統設計,而不管什麽類型的碰撞,另一種是減小近期內發生碰撞的幾率。
第一種方法不太可行。從長遠來看,這需要更好的監測和防護係統。然而,隨著軌道中的物體增多,像“防彈衣”等附加設備必將使發射變得越來越昂貴。
何況,“居住”在軌道內的物體超過10萬個,儀器幾乎不可能跟蹤它們,“防彈衣”也根本阻擋不了它們。不過,設計者在模擬太空垃圾的環境後,還是增厚了國際空間站的“皮膚”。
第二種方法或許比較好。比如修改航天器的飛行路線是行得通的。1999年10月,為了避開一塊太空垃圾的碰撞,美國宇航局地麵飛行控製人員設法將在組建中的國際空間站軌道提升了約1.6公裏。
然而,根治之法是清掃已經存在的太空垃圾。美國宇航局也表示,要在 2003年進行“激光掃帚”試驗。
要清掃的對象首先是國際空間站軌道上的垃圾,它能夠清除對空間站構成威脅的1至10厘米的碎片。預計此項工作將曆時兩年,耗資2億美元。
需要注意的是,下一代航天器也需要使用新技術。比如,對已完成任務的火箭箭體,采取轉移軌道措施,使其返回大層燒毀;對已達到到預定壽命的衛星,讓其獲得逃逸速度,遠離近地空間或轉移到對人類航天活動無影響的“墳場軌道”等等。
·據悉,早在1983年,一小片油漆就撞壞了“挑戰者”號的前窗。
·被證實的第一起航天器與太空垃圾相撞,發生在1996年7月底;法國間諜衛星“塞裏斯”與1986年發射的“阿麗亞娜”火箭碎片發生“親密接觸”,撞擊產生的高溫使衛星的平衡杆化為氣體。
1992年11月8日,一顆半噸重的失效衛星“宇宙1508號”,以每秒 3公裏的速度,在與俄羅斯“和平號”空間站距離僅300米處擦肩而過。當時“和平號”的宇航號躲進“聯盟TM—15號”救生船,隨時準備逃回地麵。
·1997年9月15日,“和平號”再次遇險,與廢棄的美國軍用衛星MS TI—2在相距470米的地方交錯飛過。