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如何有效处理太空垃圾

2019-04-23 08:11:14  来源人民网

4月24日是“中国航天日”在这一天我们要弘扬航天精神普及航天知识激发全民族探索外层空间的创新热情航天是高风险事业在享受航天探索带来的成果的同时也需要关注航天活动中的风险因素了解航天事业面临的挑战

航天飞行中危险性较大的阶段是航天器穿越大气层的过程在这一阶段燃料燃烧和空气摩擦产生的高温使飞行充满了风险当航天器穿过大气层进入轨道飞行后其外部环境就变得相对稳定但此时航天器仍面临若干安全风险其中由航天活动本身产生的“太空垃圾”便是一个重要挑战

随着上世纪50年代人类具备了进入太空的能力越来越多的卫星飞船被发射入轨使得地球附近的太空不再空旷然而人类制造的机器设备都有着设计上的使用寿命各类航天器也不例外当航天器出现故障或者达到了使用寿命电源燃料耗尽航天器便无法继续运作人类也会失去对它的控制这时失去了利用价值的航天器便成为了名副其实的太空“垃圾”

与地面上的交通工具不同失去动力的航天器不会立即坠落地球上的飞机轮船和汽车都依靠它们自身的动力保持运动当动力中断时地面上的交通工具将在各种阻力的作用下很快停止运动但太空中的航天器不同由于航天器依靠自身运动具有的惯性抵消地球重力而太空中又缺乏阻碍航天器运动的阻力因此当失去动力时航天器不会立刻坠落虽然在近地轨道附近高层大气仍然对航天器的运动存在微弱的阻碍作用但由于大气的影响很小需要日积月累才能显著改变航天器的运动速度使航天器在重力的作用下落回地面所以失效的航天器有可能在轨道上继续飞行几年几十年甚至几千年由于旧的失效的航天器一时难?#26376;?#22238;地球而人类又在不断发射新的航天器使得飞行在轨道的航天器越来越多其中失效成为太空垃圾的航天器也越来越多

失效的航天器数量很多当这些失控的航天器互相碰撞以及由于残余燃料爆炸?#20173;?#22240;解体时还会产生大量新的空间碎片这些太空中飞速飞行的物体会对正常工作的航天器产生巨大威胁在电视报道中我们常能看到宇航员在飞船中轻轻飘舞?#36335;?#22826;空中的一切都是缓慢和轻柔的这是一种错觉宇航员之所?#38405;?#22312;飞船中轻舞是由于他和飞船在同一个轨道上即具有相同的速度高度和轨道角度一旦轨道参数不同两个不同轨道上的物体将存在巨大的相对速度这种速度差值可能比飞行的子弹还要快得多使得任何一小块碎片都可能具有彻底摧毁另一颗卫星的能量2009年2月10日俄罗斯已报废的宇宙-2251号卫星与美国的铱星33号卫星发生了碰撞碰撞不仅损坏了正常工作的卫星还产生了若干新的空间碎片2013年5月升空不足一个月的厄瓜多尔飞马座卫星与前苏联时期遗留的火箭残骸发生了擦碰导?#36335;?#39532;座卫星太阳能电池板受损卫星进入不受控的旋转状态与地面失去了联系

太空垃圾对航天器存在巨大威胁因此各航天国家都对太空垃圾的处理方法进行了研究解决太空垃圾最根本的办法是减少太空垃圾的产生如对报废卫星进行受控坠毁处置以及将到达寿命末期的高轨道卫星移入墓地轨道等方法都可有效减少大型太空垃圾的产生此外通过对使用完毕的运载火箭末级进行“钝化”处理——排除残余的燃料和气体也可避免火箭残骸爆炸产生更多的空间碎片?#26434;?#24050;经形成的太空垃圾在现有技术下进行回收和清理是困难的且在经济上无法承受因此各国只能通过监控空间残骸的轨迹并调整正常工作航天器的轨道来实现对太空垃圾的规避?#26434;?#23431;宙飞船空间站?#20173;?#20154;航天器在设计时也会考虑微小太空物体?#19981;?#23545;航天器安全的影响

太空垃圾问题的最终解决需要各国通力合作如果太空遍布了太空垃圾那么任何一国的航天器都无法安全飞行因此各国应尽可能地共享太空垃圾的轨道数据从而最大限度地避免正常卫星与太空垃圾碰撞进而避免产生更多新的太空碎片更为关键的是各航天国家需要正确处理政治军事矛盾以免因为国家间的冲突加重太空环境的污?#23613;?#32654;俄等具备先进太空技术的国家都拥有主动摧毁在轨航天器的能力如果这些国家因为军事冲突对敌对国家航天器进行大规模的打击可能在极短时间内产生大量空间碎片而这些碎片又会与其它在轨物体碰撞产生连锁反应最严重时有可能使人类丧失进入宇宙空间的能力因此各国需要在技术政治军事等方面?#25216;?#24378;合作才能保护我们的太空环境维护我们共同的?#20197;?/p>

(编辑WB0001)
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