太空垃圾日益增多,我們該如何應對?(上)
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太空垃圾日益增多,我們該如何應對?(上)神舟十九號乘組已於2024年10月30日進入空間站。他們此行的重要任務之一就是繼續通過太空行走在艙外安裝空間站碎片防護裝置[1]。空間碎片也叫太空垃圾,它是指在地球軌道上運行的各種人造物體的碎片,目前太空垃圾不斷增多的問題正日益惡化,在今後還會變得越來越嚴重。
太空垃圾越多,就越容易發生相互碰撞,從而形成更多的碎片,甚至有可能出現多米諾骨牌現象。因此,它們會對在軌運行的航天器產生了越來越大的危害,包括威脅到航天員的生命安全[2]。「國際空間站」的航天員就曾多次進入與「國際空間站」對接的載人飛船里,以躲避可能撞擊「國際空間站」的太空垃圾,以便在發生意外情況時緊急返回地球。那麼,人類應該如何應對太空垃圾產生的危害呢?
隨着航天技術的廣泛應用,航天器的發射數量越來越多,太空垃圾也相應增加了許多。第二部分來自運載火箭的末級。
為此,目前「國際空間站」有一套避撞程序,當有關設備監測到有太空飛行物接近空間站並有可能發生碰撞時,這一程序就會指示空間站啟動發動機改變運行軌道,躲避碰撞。如果「國際空間站」來不及調整軌道,那麼為了安全起見,航天員就要躲進飛船,以便隨時逃生。
為了保障空間站航天員的安全,我國也採取了相應措施。在10月29日舉行的神十九新聞發布會上,中國載人航天工程新聞發言人林西強就表示,針對空間碎片撞擊空間站可能造成泄露等威脅,不斷優化應急處置方案,與空間站運行初期相比,航天員可用於應急處置的時間提高了5倍,空間站與航天員的安全性大幅提升。
目錄
[隱藏]如何處理廢舊的航天器
它有可能影響其它在軌正常運行的航天器,所以妥善處理廢舊航天器很重要。
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對於廢舊的航天器處理的方式有多種,要視具體情況而定,因為廢舊的航天器分可控和不可控2大類,而且即使是處理可控的廢舊航天器,也要根據軌道高低、航天器大小等採用不同方式。
當在地球靜止軌道運行的衛星出現故障或壽命到期時,一般是通過遙控衛星上的發動機進行變軌,使衛星飛到更高的無用軌道,其目的之一是因為地球靜止軌道非常寶貴,且目前已星滿為患,所以必須讓廢舊的通信衛星「騰地」;之二是廢舊的地球靜止軌道衛星已成為太空垃圾,因此必須把它存放到一個安全位置,使它不要威脅其它的地球靜止軌道衛星。
對於中軌道上的廢棄大型衛星也是如此。但遙控廢棄衛星變軌的前提條件是衛星能夠受控,並有多餘的燃料。
美國太空探索技術公司號稱其低軌「星鏈」衛星都裝備了電推進系統,在壽命到期後能主動降低軌道以更快地再入大氣層,滿足25年內再入大氣層的規定。不過2019年9月2日,曾出現歐洲航天局的「風神」衛星為避免與一顆「星鏈」衛星相撞,而實施了一次機動避障的危險事件。
當在低軌道運行的小型航天器報廢時,一般不用管它們,因為受殘餘大氣等影響,小型航天器會不斷降低軌道,最終再人大氣層是被燒毀。
當在低軌道運行的大型航天器報廢時,最佳處理方式是通過地面遙控使它墜毀在無人區,因為它在再入大氣層時不易完全燒毀。我國「天舟」系列、俄羅斯「進步」系列等貨運飛船等在完成任務後,也都是如此處理。飛船的絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀,少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。
對於在低軌道運行且失控的大型航天器,目前還沒有成功的經驗。現有幾種方案:
一是用類似航天飛機的大型天地往返運輸器在軌回收,但成本太高,目前很少採用,而且航天飛機已退役。二是用反衛星武器把大型航天器打碎,以便再入大氣層時燒毀,但由於打碎以後如果沒有再入大氣層,就容易形成大量太空垃圾,所以此方案爭議很大。三是通過精確跟蹤來確定大型航天器的墜落區域,以便提前疏散相關人員。
參考文獻
- 移至 ↑ 神舟十九號丨神舟十九號3名航天員順利進駐中國空間站,搜狐,2024-10-30
- 移至 ↑ 太空垃圾日益增多,我們該如何應對?,中國青年網,2024-12-08