隨著地球上的人類對太空探索活動越來越頻繁,對近地空間的利用也越來越成熟,很多衛星在空中為我們提供通訊、監測、導航等等服務,截止到2020年,全球各國累計執行了4000多次發射任務,將近6,000顆衛星被送上近地軌道,但其中約60%已變為太空垃圾。
隨著垃圾增多,以後在軌執行衛星、航天飛行器受到這種無法準確預測和規避的碰撞機率越來越大。
太空垃圾是什麼太空垃圾主要包括航天器及運載火箭在發射、執行中產生的碎片,報廢的航天器及其元件,執行中航天器表面脫落物、逃逸物等,也包括火箭、航天器爆炸、撞擊過程中產生的固體廢物及碎片等——它們完全是人類太空活動產生的人造廢棄物體,還包括了宇航員們產生的生活廢棄物。
它們根據所在的離地軌道高度不同,以3-10公里/秒的速度執行,在這個速度下,假設一塊10克重的太空垃圾撞上衛星,相當於兩輛100km/時的小汽車相互碰撞,最嚴重的是,撞擊會產生更多的太空垃圾。
太空垃圾的危害給航天事業帶來危害:它們不受控制的隨意亂飄,碰撞到在軌執行的衛星或其它航天器造成損失,越來越多的太空垃圾,碰撞的機率就越來越大——大約10釐米大小的碎片產生的碰撞就可能造成毀滅性的損傷,這都是錢啊。另外,太空垃圾會大大的壓縮軌道空間。嚴重汙染空間:有些太空垃圾會帶有放射性,比如鈾或其它核分離物質等。給地面的人類帶來危害:雖然目前還沒有大型垃圾墜落砸到人的情況,但砸到花花草草也是不好的。從1973年來,就有數百個垃圾被吸入大氣層,幸好有大氣層,它們在墜落時因為摩擦燃燒成微粒,但如果有一次某個胖子垃圾沒燒完全,那砸下來可不是鬧著玩兒的。太空垃圾的現狀現在大約有23000個太空垃圾碎片,對大約2500顆活動的衛星造成了潛在的威脅。
在2012年的時候,據官方統計,大約4500噸的太空垃圾漂浮在衛星軌道上,現存時間最長的太空垃圾是美國於1958年發射的先鋒1號人造衛星,這顆早就報廢了的衛星在天上飄啊飄的,飄了幾十年了。
各國都在想辦法處理根據統計到太空垃圾碎片和現在在軌執行的衛星數量測算,有3.7%的機率發生災難性碰撞事故,20%的機率發生非災難性碰撞事故,也就是說,基本上每兩年就會有一次“太空交通事故”,更為嚴峻的是,每次碰撞會增加以後的碰撞機率。
所以,太空垃圾是人類探索太空的共同敵人。
美國的一個科研組正在研究一種利用氣體“脈衝”射擊太空碎片的新技術,它將透過把大氣氣體脈衝發射到目標碎片必經路線上,增加太空垃圾的摩擦力,令其下降墜落到大氣層裡燃燒;另一個方法是他們在研究中的二維薄膜材料製成“太空垃圾清運飛船”,用這種特殊的薄膜包裹太空垃圾帶回地球處理。英國研究了一種微型電力推進器,在衛星壽命終結時,推進器開始工作,把它送入大氣層燃燒。俄羅斯計劃設計一種名為“掃除者”的航天器,主要針對大型的太空垃圾,將它推出更高的軌道或推向地球方向。瑞士也設計了一種和家用吸塵器原理差不多,擁有水母觸鬚一樣的怪異衛星,發射上天主動打掃。我們中國不但建立了太空垃圾的專門觀測研究中心,還在2016年的時候主動發射了一顆名為遨龍一號的空間清理衛星上天,用機械臂抓取太空垃圾後帶到大氣層燒燬。日本的最新處理方案現在,日本也公佈了他們的處理方案,他們希望透過控制源頭的方式來減少太空垃圾——用木質材料製造衛星。
這個思路是你們幾位大爺去處理和清理現有的太空垃圾,我來研究不產生新垃圾的方式,據日本住友林業和京都大學聯合成立的研究室稱,他們將在2023年發射第一顆木質衛星。
木質材質的好處是,當它們墜入大氣層後,會燃燒得非常乾淨,而現在各國的處理方式中,因為之前衛星的金屬材料,它們在大氣層中燃燒,會產生很多微小的氧化鋁粒子,在高層大氣層中飄浮很多年,會影響地球的環境。
不管是哪種方式,看來環保的理念將不再只是侷限於地球了,希望未來這些太空垃圾會越來越少。#世界首個太空垃圾清除任務#