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太空垃圾

太空垃圾包括因寿命已尽而报废、或因事故和故障而失控的人造卫星、发射各类航天器时使用过的火箭本身及部分零件、火箭分离时产生的碎片、大块碎片相互碰撞后产生的小碎片等。是人造卫星和轨道空间站的潜在杀手。

目录

太空垃圾(Space debris 或 space junk)是围绕地球轨道的无用人造物体。太空垃圾包括因寿命已尽而报废、或因事故和故障而失控的人造卫星、发射各类航天器时使用过的火箭本身及其一部分零件、多级火箭分离时产生的碎片、大块碎片相互碰撞后产生的小碎片、甚至还有宇航员遗失的手套和工具等物品。它们与天然

太空垃圾的来源包括:报废的航天器及火箭残骸、爆炸产生的碎片、一些零件、宇航员的生活垃圾以及人类太空活动掉落的空间微粒等。

历史事故

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太空垃圾的名目繁多:大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、

太空垃圾飞行速度极快(6-7km/秒),他们隐藏着巨大的杀伤力:一块10克重的太空垃圾撞上卫星,相当于两辆100km/时的小汽车相互碰撞,卫星会在1.5秒内被打穿或直接击毁!但一撞上,那就是毁灭性的。最让科学家头疼的是“雪崩效应”——每一次太空垃圾的相互碰撞不会互相湮灭,而会产生更多的碎片,这就是新的“大问题”。

太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,而且还污染了宇宙空间,给人类带来灾难,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染。美国和前苏联在空间的核反应堆中有1吨的铀—235及其他核分离物。前苏联共发射31颗核动力侦察卫星,其中已有两颗给地面带来污染:1978年,“宇宙954”号大量放射性残骸落入加拿大的斯克拉芬海;1983年,“宇宙1402”号的反应堆芯落入南大西洋。1957年10月4日,前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星,揭开了人类空间时代的序幕,同时也为太空送去了第一批垃圾。当时,宇航员完成飞行任务,把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后,随着人类太空史上的一次次壮举,太空垃圾与日俱增。人类先后已将4000余颗卫星送入太空,目前仍在正常运转的仅有400余颗,其余的或坠毁于地球表面,或遗留在太空,成为太空垃圾。据统计,目前约有3000吨太空垃圾在绕地球飞奔,而其数量正以每年2%~5%的速度增加。科学家们预测:太空垃圾以此速度增加,将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生,如此下去,到2300年,任何东西都无法进入太空轨道了。

处理方法

减少太空垃圾:归结起来是“避、禁、减、清”

:就是对太空垃圾进行严密监视与跟踪,并采取有效的技术手段,使航天器及时避开太空垃圾。

太空垃圾太空垃圾

:就是国际上制定有关法规,禁止在空间进行实验和部署各种武器,限制发射核动力卫星,使空间成为为人类文明服务的和平空间。

:就是发射航天器的国家应采取措施,尽量减少太空垃圾的增加。

:就是发展太空垃圾清除技术,有些专家提出设想,运用激光的力量,使大块垃圾首先改变运行轨道,然后将其气化。

保持太空清洁

航天专家们已经开始研究限制空间垃圾的产生,以及消除空间垃圾的办法。如:将停止工作的卫星推进到其他轨道上去,以免同正常工作的卫星发生碰撞;用航天飞机把损坏的卫星带回到地球,以减少空间的大件垃圾。有一些科学家提出,使用激光武器,将太空垃圾在太空中直接焚烧掉。

探测和控制

大一些的太空碎片可以用监测导弹和间谍卫星的系统来进行监测。美国和前苏联的太空检测网络已经登记了1万个太空物体。每天大约有50个雷达、光学或光电感应器要对天空进行大约15万次观察,但是这一监测系统却不能探测到小于10厘米的物体。直到1984年,科学家才采取取样调查的方法,对这些小物体进行了分析。而德国和美国的科学雷达可以探测到2毫米大小的物体。

尽管发射卫星的数量有所减少,监测技术也有所提高,但消除太空垃圾仍然是一个十分困难艰巨的课题。NASA、国防部和能源部正在研究一项计划,在地面上用激光来去除太空中的小型垃圾。科学家提出如果人类不能积极地控制卫星的数量和消除太空垃圾,那么人类在天空中也会像在地球上一样缺少空间。

移动雷达

太空垃圾,是在人类探索宇宙的过程中,被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。太空垃圾的名目繁多:大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器,被遗弃的运载火箭推进器残骸;中等有意外爆炸形成的碎片。太空垃圾的来源包括:报废的航天器及火箭残骸、爆炸产生的碎片、一些零件、宇航员的生活垃圾以及人类太空活动掉落的空间微粒等。

美国在1958年发射一颗命名为先锋的卫星,成了最长尚存件的太空垃圾之一。除了进行航天任务时扔到太空的垃圾越来越多以外,已在太空的垃圾件数也会自行增多,即当脱离主体的火箭中还含有的剩余燃料在太空爆炸时,便会生成无数个碎块,形成更多的太空垃圾。调查表明,自开辟太空时代50年以来,太空垃圾大约已有2.5万块。由于其中许多物体在进入大气层时烧掉了,现在能够看到的大约有9000件。而且,一个太空飞行器若在600公里的高空飞行,它将围绕地球转25-30年,如果它位于1000公里的高度,则可飞行到4001年,如果再高,它则几乎会成为永恒的物体。到2009年1月为止,太空中这种“长寿”垃圾越来越多,清除将是极其艰难的。一般来说,这些太空垃圾在大气阻力的影响下会逐渐陨落,但是如果它的轨道很高,在1000千米以上,大气阻力很小,那它能在轨道上存留数万年甚至数百万年。而且,目前大多数太空垃圾都处于比较高的高度上。到2009年1月为止,太空垃圾空间碎片总数已经超过4000万个,总质量已达数百万千克,大于10厘米。 

2010年7月30日据俄新网报道,俄罗斯航天署新闻处发布消息说,中国已经成为在近地宇宙空间制造太空垃圾最多的国家。俄航天署官方网站周五发表的一篇文章指出,“根据统计,40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占27.5%,俄罗斯占25.5%,其他国家占7%”。

应对措施

美国

美国宇航局提出了一项“清理”近地太空的激进方法。美国密歇根大学的一个科研组正在研究一种利用气体“脉冲”射击太空碎片的新技术。这种被提议的新系统名叫太空碎片清除(SpaDE)系统,它将通过把大气气体脉冲发射到目标碎片必经路线上,增加太空垃圾的摩擦力,令其下降坠落到地球大气层里。

太空垃圾太空垃圾

英国

欲让死卫星不再变太空垃圾

清洁太空一号卫星到2009年1月为止,英国萨里卫星技术公司(SSTL)的研究人员设计一种用于小卫星的微型电力推进器,可以将卫星安全带回地球大气层,在空中烧尽,从而避免产生太空垃圾,控制低空轨道的卫星拥挤状况。这项技术还可以将小卫星送到更远的太空。

中国

建立“太空垃圾”

中国科学院空间目标与碎片观测研究中心”2005年3月初在中科院紫金山天文台成立,将为中国在空间航天领域建起安全预警系统。

日本

在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从2011年4月6日起开始工作,该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动的雷达,该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。

瑞士

拟发射首颗打扫卫星清理太空垃圾

2012年2月,瑞士科学家宣布,计划研发犹如家用吸尘机的装置,或像水母触须一样的打扫卫星,为外层空间大扫除,清理废弃卫星及火箭残骸等太空垃圾。该卫星名为“清洁太空一号”,预计造价1,000万瑞郎(约合人民币6856.4万元),将于3至5年内发射。新卫星第一个任务是回收两枚分别于2009年及2010年发射的瑞士卫星。

国际空间站

穿“铠甲”

国际空间站上的两名俄罗斯宇航员经过5个半小时的太空行走,为空间站安装金属遮蔽罩,减少太空垃圾对空间站的威胁。这次太空行走的主要任务是在俄罗斯建造的太空舱外安装5个铝制遮蔽罩,防止太空垃圾撞坏空间站。每个遮蔽罩重9公斤,宽0.6米、长0.9米。俄罗斯为国际空间站建造的生活舱已在距地面355公里的轨道上运行了7年。

美国航空航天局一个独立工作组发布报告称,太空垃圾是国际空间站面临的威胁。安装遮蔽罩将大大提高空间站抵抗太空垃圾撞击的能力。报告估计,俄罗斯为空间站建造的设备完成的防护升级,空间站被太空垃圾撞毁的风险将从9%降至5%。

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