太空漸堵也漸臟

文|高峰

太空漸堵也漸臟

文|高峰

閱前提示

太空軌道

當火箭速度超過第一宇宙速度7.9公里/秒進入太空推動動力后，由于沒有空氣阻力，仍能按固定速度飛行，其產生的離心力相當于地球的地心引力時，就會按一定高度圍繞地球作圓周運動，其運行軌跡就是太空軌道。

太空垃圾是人類空間活動產生的空間碎片，包括完成任務的火箭箭體、衛星本體、火箭的噴射物、在執行航天任務過程中的拋棄物、空間物體碰撞產生的碎塊等等，是空間環境的主要污染源。

這些碎片相對于航天器和衛星的速度很大，一般為每秒幾千米至幾萬米，因此成為航天器和衛星的“天敵”，即使輕微碰撞，也會造成重大損壞。一塊僅有阿司匹林藥片大的空間碎片，能將人造衛星撞成“殘廢”。航天器的體積越大、飛行時間越長，遭遇太空垃圾襲擊的風險也越大。

太空垃圾問題嚴重，其“自我繁殖”的特點，更是嚴重污染地球同步衛星軌道。

目前地球同步軌道的太空垃圾污染非常嚴重，即使不再發射任何航天器，現有航天器老化、報廢和毀壞，也會導致太空垃圾“自我繁殖”。

此前航天器與1厘米見方的太空垃圾相撞的頻率約為5年1次，現已提高到每1年半至2年1次，航天器一旦被太空垃圾撞擊報廢，自己又變成新的太空垃圾。

地球同步衛星軌道距地面約3.6萬公里，在軌衛星相對于地面是靜止的，通常屬于通信衛星。鑒于現代衛星的功能復雜而高度集成，損失任何一顆衛星都會帶來巨大問題。

如果不解決太空垃圾，人類可能在未來20年內失去地球同步衛星軌道。據俄羅斯媒體報道，目前近地軌道上有近60萬顆1厘米見方的太空垃圾，它們足以導致衛星嚴重損壞。為避免與太空垃圾相撞，在軌衛星必須定期進行規避操作，這樣做既消耗衛星自身能源，又縮短其使用壽命。太空垃圾隱患巨大，各國都嘗試解決，卻沒有立時可行的方案。

瑞士航天中心開展了清除太空垃圾計劃，希望通過技術手段“回收”太空垃圾，正在研發一種超快仿生手臂，把它安裝在衛星上，捕捉并回收航天器碎片，再帶著它們一起沖入大氣層焚燒殆盡。這種機械手臂的特點是超快：能在0.05秒內抓住各種不規則形狀的拋擲物。

近年來發射升空的微型衛星，也為治理太空垃圾提供了新思路。這類微型衛星是“立方體衛星”家族成員，單元尺寸為長、寬、高各10厘米，每個單元質量不超過1.33千克，能夠有效緩解太空的擁堵。

要真正解決太空垃圾難題，不僅要求助于技術手段，還需要國際社會協同合作，制定統一太空“交規”。專家認為，各國應協同進行軌道位置的合理有效分配。

為解決太空垃圾難題，目前國際組織訂立了幾項原則。具體包括：飛行器壽終正寢后，應有能力離開有用軌道；對已編號的碎片，要全程跟蹤，讓航天飛機、空間站、衛星對較大碎片進行避讓；在飛行器設計的時候，應考慮針對小碎片碰撞進行有效防護等。