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太空垃圾:高悬的达摩克利斯剑
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2011 年 10 月 17 日 星期    【打印】  
太空垃圾:高悬的达摩克利斯剑
美国卫星不久前坠落太平洋、废弃太空望远镜月底将重返地球,接连出现的“不速之客”引发人们对太空碎片的担忧

  核心提示

    在过去不久的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。

  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,我国的航天器对太空垃圾采取了多种防范措施,避免制造新的太空垃圾。

  1  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,每个航天器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。

  我国著名航天专家庞之浩介绍,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。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,现被监测到的大概有1.8万个;尺寸介于1厘米至10厘米的为小碎片,现大概有10万个;尺寸小于1厘米的为微小碎片, 现大概有几千万个。太空垃圾已满到“临界点”。

  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。

  2  高速太空垃圾危害大

  据美国媒体介绍,目前太空垃圾的状态是有的快,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,它们就如同在高速公路上乱开乱撞一样。

  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。

  3  被太空垃圾砸中可索赔

  对于地球上的居民来说,太空小碎片是可被置诸脑后的,因为就算它们朝地球表面冲过来,进入大气层后也会被高温熔解蒸发。但是如果掉下来的碎片体积太大,大气层就无法“吃掉”整个碎片。另外,某些航天器的部件可能是由耐热材料制成的,高温也无法熔解,其包含的一些较重的耐热镜片和陶瓷部件,就会对地面造成威胁。

  美国“保卫世界基金会”的技术顾问布莱恩·威登表示,仅在去年一年,就有将近400块直径超过10厘米的太空碎片坠入大气层,不过其中仅有十三四块碎片是失去控制的。

  对于太空垃圾重返地球,庞之浩的意见是人们不需要太过恐惧,因为被太空垃圾砸中是个“高危险、低概率”的事。

  庞之浩表示,太空垃圾是不可控的,只要不是人为有意识的碰撞就属于无责任。如果伤害到地面的人或物的话,被伤害者可以根据相应的空间法索取赔偿。

  庞之浩介绍,1978年,前苏联的核动力卫星“宇宙-954”号在加拿大领土坠毁,产生了核污染,被加方根据空间法索赔600万加元,前苏联政府最终赔了300万加元。1979年,美国的“太空实验室计划”空间站坠入印度洋和澳大利亚西部海域,曾导致澳大利亚珀斯附近亚埃斯佩兰镇的楼房玻璃被砸碎,为此,美国象征性地赔偿了该镇400美元。

  4  导弹“扫垃圾”可不简单

  庞之浩表示,目前太空垃圾清理问题已引起国际社会关注,国际航天安全促进协会呼吁有关国家共同参与制定太空交通规则。

  庞之浩介绍,使用反卫星导弹摧毁失效卫星同样可能导致太空碎片的产生。1985年9月13日,美国一架“F-15”战机携带着反卫星导弹升空,首次成功地击毁一颗在500千米高轨道上的失效卫星。2008年2月,美国故技重施,用“宙斯盾”导弹防御系统击毁一颗失效的间谍卫星,当时美国方面宣称这颗卫星携带有大量有毒燃料,且有坠入人口密集的大城市的威胁。庞之浩分析说,这是颗军用卫星,美国在使用导弹摧毁时也有不愿泄密的考虑。

  美国已经尝试了两次用导弹击毁废弃卫星,为何今年9月不在“高层大气研究卫星”(UARS)坠入地球之前用同样的方法将之摧毁呢?庞之浩表示,“高层大气研究卫星”并非军用卫星,不存在太多保密的考虑,不过使用导弹的费用比较高昂。导弹打卫星也是存在风险的,打得好,卫星碎片往下掉入大气层并被高温烧毁就没问题;如果打得不好、不准,就会在上层空间制造大量太空碎片。

  5  我国航天器有哪些防范措施

  庞之浩向本报记者表示,我国目前对于防范太空垃圾和避免制造新的太空垃圾都有相应的技术和措施。

  对于体积较大的太空垃圾,我们会进行地面监控追踪,及早预防,以“躲”为主;对于小的太空垃圾,我们的航天器有防护能力,以“抗”为主,可以吸收小碎片撞上来的能量或者将之反弹出去。

  在避免制造新垃圾方面,我们会确保航天器到了寿命后期进行人工控制,让其坠落在相对安全的区域,如南太平洋。对于运载火箭,如“长征四号”火箭,会进行“钝化”处理(也称“消能”),实行“三放光”政策,即把储箱里的液体放光,把气瓶里的气体放光,把电池的能量放光。这样,箭体就钝化了。除非与别的航天器相撞,正常情况下,火箭自身不会爆炸。另外,对于那些已经“寿终正寝”的卫星,我们会将之转到无用轨道上去,以避免与其他航天器发生碰撞,同时让出轨道资源。

  庞之浩还介绍,我国现在的出舱航天服也对太空碎片具有一定的防护能力,可以对微小碎片进行防护。即便如此,宇航员在出舱前也需要对外部环境进行评估,选择合适的时间出舱。

  另外,按照规定,如今宇航员在太空中产生的生活垃圾不能再随意扔在太空,必须用货运飞船运回地球处理。(摘自《广州日报》)

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