太空渐堵也渐脏

文|高峰

太空渐堵也渐脏

文|高峰

阅前提示

太空轨道

当火箭速度超过第一宇宙速度7.9公里/秒进入太空推动动力后，由于没有空气阻力，仍能按固定速度飞行，其产生的离心力相当于地球的地心引力时，就会按一定高度围绕地球作圆周运动，其运行轨迹就是太空轨道。

太空垃圾是人类空间活动产生的空间碎片，包括完成任务的火箭箭体、卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体碰撞产生的碎块等等，是空间环境的主要污染源。

这些碎片相对于航天器和卫星的速度很大，一般为每秒几千米至几万米，因此成为航天器和卫星的“天敌”，即使轻微碰撞，也会造成重大损坏。一块仅有阿司匹林药片大的空间碎片，能将人造卫星撞成“残废”。航天器的体积越大、飞行时间越长，遭遇太空垃圾袭击的风险也越大。

太空垃圾问题严重，其“自我繁殖”的特点，更是严重污染地球同步卫星轨道。

目前地球同步轨道的太空垃圾污染非常严重，即使不再发射任何航天器，现有航天器老化、报废和毁坏，也会导致太空垃圾“自我繁殖”。

此前航天器与1厘米见方的太空垃圾相撞的频率约为5年1次，现已提高到每1年半至2年1次，航天器一旦被太空垃圾撞击报废，自己又变成新的太空垃圾。

地球同步卫星轨道距地面约3.6万公里，在轨卫星相对于地面是静止的，通常属于通信卫星。鉴于现代卫星的功能复杂而高度集成，损失任何一颗卫星都会带来巨大问题。

如果不解决太空垃圾，人类可能在未来20年内失去地球同步卫星轨道。据俄罗斯媒体报道，目前近地轨道上有近60万颗1厘米见方的太空垃圾，它们足以导致卫星严重损坏。为避免与太空垃圾相撞，在轨卫星必须定期进行规避操作，这样做既消耗卫星自身能源，又缩短其使用寿命。太空垃圾隐患巨大，各国都尝试解决，却没有立时可行的方案。

瑞士航天中心开展了清除太空垃圾计划，希望通过技术手段“回收”太空垃圾，正在研发一种超快仿生手臂，把它安装在卫星上，捕捉并回收航天器碎片，再带着它们一起冲入大气层焚烧殆尽。这种机械手臂的特点是超快：能在0.05秒内抓住各种不规则形状的抛掷物。

近年来发射升空的微型卫星，也为治理太空垃圾提供了新思路。这类微型卫星是“立方体卫星”家族成员，单元尺寸为长、宽、高各10厘米，每个单元质量不超过1.33千克，能够有效缓解太空的拥堵。

要真正解决太空垃圾难题，不仅要求助于技术手段，还需要国际社会协同合作，制定统一太空“交规”。专家认为，各国应协同进行轨道位置的合理有效分配。

为解决太空垃圾难题，目前国际组织订立了几项原则。具体包括：飞行器寿终正寝后，应有能力离开有用轨道；对已编号的碎片，要全程跟踪，让航天飞机、空间站、卫星对较大碎片进行避让；在飞行器设计的时候，应考虑针对小碎片碰撞进行有效防护等。