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来源:未知     作者:admin      2018-04-13 19:39       

 

 
东方IC供图 
 
 
1997年,美国德尔塔II运载火箭上的一个推进剂贮箱坠落在该国得克萨斯州。东方IC
 
    
4月2日,中国航天员的首个“太空之家”天宫一号在绕地球飞行6年半后,终于迎来了自己的“海上葬礼”。在落入南太平洋中部水域之前,绝大部分器件已于再入大气层过程中烧蚀销毁,整个过程没有造成任何地面损失。
 
“地球上最寂寞的地方”
 
遥远的南太平洋中部“尼莫点”,被称为“地球上最寂寞的地方”。距离这里最近的陆地均远达近3000千米。以此长度为半径、以尼莫点为中心,可圈出一片与北美洲面积相当的无人海洋。
 
正是由于尼莫点的“寂寞”,从20世纪70年代初至今,这片海域成为绝大多数“重返”地球人造航天器的“长眠”之所——其中就包括俄罗斯“和平号”空间站和美国“太空实验室”空间站等。
 
不过,绝大多数坠入地球的报废人造航天器,都无缘“归葬”尼莫点。在航天器穿过地球大气层的过程中,仅有约10%~40%的物质可能到达地球表面,绝大多数物质都已燃尽。根据欧洲航天局的数据,每年约有100吨报废人造航天器落入地球大气层,燃烧,沉没。绝大多数情况下,无人目击究竟发生了什么。
 
但是,也有极少数例外。
 
1991年,36吨重的苏联“礼炮七号”空间站在阿根廷上空再入大气层,当地居民目睹了发光的碎片划过天际。1979年,重达77吨的美国空间站提前退役。因为4%的计算误差,“太空实验室”没有完全落入尼莫点,有不少碎片落在了西澳大利亚的埃斯佩兰斯和罗林纳之间。当地居民目睹了几十朵烟花一般的光焰在空中炸开。
 
有数据显示,从上世纪70年代到80年代,每年约有200枚火箭和卫星坠落,最近每年也有50枚左右;数十年间大约有1.5万吨以上的人造航天器残骸落回地球。但在人类航天史上,尚无航天器残骸坠落造成地面伤亡的案例。
 
被“包围”的地球
 
1957年10月,苏联宣布将第一颗人造地球卫星成功送入轨道,人类空间活动的序幕由此拉开。但与激动人心的巨大成就相伴随的,是悄然而至的太空垃圾问题。
 
太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片,是指在绕地球轨道上运行,但不具备任何用途的各种人造物体。这些物体大到在发射后被遗弃的多级火箭、报废的卫星、航天器碰撞后的残骸,小到火箭的燃料残渣、航天器表面涂层老化掉下来的油漆斑块、甚至是宇航员在太空行走时失手落下的手套。
 
有媒体报道,目前人类发射的卫星中有4300颗依然在太空漫游,其中只有约1200颗依然在运作,约有7500吨太空垃圾滞留在近地轨道上,且数量正以每年2%~5%的速度增加。而欧洲航天局(ESA)最新的数据统计则显示,目前约有2.3万个可追踪的物体正在绕地球运行。
 
值得庆幸的是,尽管数量庞大,但大部分太空垃圾分布在靠近地面的近地轨道,这里极其微弱的空气阻力会将它们缓慢拖入地球大气烧毁。但除此之外,仍有相当一部分太空垃圾分布在更高轨道,它们基本上很难被“自动”销毁。更加麻烦的是,这些难以自毁的太空垃圾所处的轨道,恰恰又是世界各国发射通讯卫星的稀缺轨道资源。在这里,大量的太空垃圾很容易与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞,会危及到设备甚至宇航员的生命。
 
万幸的是,到目前为止,因为太空垃圾所造成的严重“宇宙交通事故”还很罕见——但也并非没有先例。1983年,美国“挑战者号”航天飞机与一块直径0.2毫米的涂料碎片相撞,导致舷窗划伤,只好提前返回地球。2009年,美国铱星公司发射的通信卫星与俄罗斯的一颗已经废弃的军事卫星迎头相撞,产生的大量碎片从它们所在的轨道抛出,散布到广阔的太空,形成了更多新的太空垃圾。
 
太空“保洁”:从规则到技术
 
太空垃圾的问题完全是人类在最近短短几十年中造成的,其解决自然也是人类无可推卸的责任。
 
1993年10月26日,由美国航空航天局、欧洲航天局、日本宇宙开发事业团和俄罗斯航天局联合发起的机构间空间碎片协调委员会(IADC)成立,1995年中国国家航天局也正式加入该组织。2007年,IADC推出了《IADC空间碎片减缓指南》,要求防止航天器在轨期间解体、正常运行期间限制释放物体,已到飞行寿命末期的航天器应当从密集轨道区域移除等。《指南》是非强制性的,但得到国际社会的广泛认可。此外,相关国际条约还规定,轨道高度在2000千米以下的卫星须在结束使命25年内再入大气层中烧毁,这被称为人造卫星的“25年规则”。
 
有了规则的制定,技术手段能否跟得上也是个关键问题。要将很多已经失控、且处于很高的轨道上的航天器“千里迢迢”地拉入更近的轨道,显然难以实现。这种情况下,科学家会想办法将其推到被称为“墓地轨道”的更高轨道上,这一轨道比当前距离地面最远的远地航天器运行轨道高出约300公里,从而保证其他正常航天器的安全。
 
在清理太空垃圾方面,中国取得的成就也可圈可点。2015年,中国国家航天局空间碎片监测与应用中心正式成立。2016年6月25日,“长征七号”运载火箭携带“遨龙一号”空间碎片主动清理飞行器发射成功。“遨龙一号”是世界上首个主动的轨道碎片离轨清除实验项目,它装载了一台机械臂,模拟抓取废弃卫星和太空碎片,并将它们带到大气层烧毁。这可以说是中国在世界航天领域的一项杰作。