法国图卢兹太空城期刊编辑奥利维尔·桑吉(Olivier Sanguy) Cite de l'espace

 

【环境与发展 】 : 人类开始探索太空已经有60多年的历史,随后前苏联进行首次载人飞行,50年前美国人首次登月更是成为探索太空的一个里程碑,随着人类探索太空脚步的加快,给太空带来如废弃航天器,卫星碎片等污染,给人类探索太空造成负面影响。2019年9月欧洲宇航局承诺加大研究力度,“清除太空垃圾”,法国图卢兹太空城期刊编辑奥利维尔·桑吉(Olivier Sanguy)跟大家介绍太空垃圾从何而来?这些垃圾对人类探索太空的危害以及如何采取行动。

提起太空垃圾大家会想到难道是航天员在太空工作和生活时扔掉的吗? 其实航天员在轨工作期间产生的垃圾,一般都会进行专门的处理和回收。

 

现在各国关注的太空垃圾是指绕着地球轨道运行,但不具备任何用途的各种人造物体,它们随着人类加快探索太空的速度而迅速增加。根据欧洲航天局今年9月份最新统计显示,现在有至少8千吨太空垃圾围着地球旋转,估计其中至少有34万片超过10厘米的碎片,因为其旋转速度快,如果与太空船,太空站或者卫星冲撞会成为潜在的危险物,而小碎片可能有几千万个,并且,这个数量还在不断增长的过程中。

 

桑吉表示太空垃圾可以分以下几种:

 

那些不再使用的航天器,或者发生爆炸或者碰撞事故后失效的航天器,在失效后这些航天器成为滞留在轨道上的太空垃圾,这些组成最大的太空垃圾。

 

还有那些将卫星送入轨道的火箭末级。在完成火箭与其携带的卫星分离程序后,火箭碎片一般会漂浮在轨道上,同时还存在着一个更大的安全隐患,就是火箭末级虽已完成使命,但火箭上的推进剂、高压气、电池一般都还可以使用,而这些东西随时都可能引发火箭爆炸,变成更多的太空垃圾。

另外,还有宇航员在出舱进行研究工作的时候丢失的工具,航天器上脱离下来的部件等也属于太空垃圾。这些太空垃圾小于1厘米的小碎片,1到10厘米之间的碎片属于最危险的碎片,还有大于10厘米的碎片。

 

太空垃圾有哪些危害?

 

桑吉表示大于10厘米的碎片,破坏力最大,但它比较容易被地面监控中心跟踪和监测,因此在运行的航天器可以采取规避措施。小于1厘米的碎片无法对它进行跟踪和监测,但它的破坏力也有限。而中等碎片就是在1到10厘米的碎片,无法被跟踪和监测,其产生的破坏力还足够大,因此对航天器的威胁最大。

 

这些太空垃圾在轨道上漂浮占用太空空间,而且由于这些太空垃圾碎片的运行速度极快,几厘米大小的空间碎片,其撞击效果就相当于每小时50公里疾驶的小汽车的撞击效果。它们若与航天器相撞,会释放出巨大的能量,威胁航天器和宇航员的安全。

 

到目前为止,已经多次发生过因太空垃圾碎片引发的事故。如于1996年7月,法国樱桃通信卫星被多年前发射的阿丽亚娜运载火箭入轨时产生的一枚碎片击中,卫星主体虽然没有受到损伤,却导致一个观测装置受到损害,随后这个通信卫星无法正常运行。2009年2月11日,美国通信卫星铱星33号与已经报废多年的俄罗斯卫星宇宙2251号在西伯利亚上空发生激烈碰撞,这是人类历史上首次卫星相撞的重大事故。 另外在2016年8月欧空局发射的哥白尼对地观测卫星中组的1A卫星被一个只有几厘米的碎片冲击,给携带的太阳电池板划出40厘米的破口。

当然随着人类探索太空时间的推移,太空科学家们已经积累了一些保护太空船的经验,虽然航天飞机的挡风玻璃和外壳上的设备都有加固,但是越来越多的航天飞机曾受到过太空垃圾的碰撞。

 

需要处理太空垃圾 避免造成巨大损失

 

欧洲宇航局的专家们认为如果各国不行的起来,对太空垃圾置之不理,让太空垃圾无节制地增加,那么会对人类社会探索太空带来负面影响。其实包括美国,中国,俄罗斯和欧盟等太空强国已经行动起来研究如何应对太空垃圾问题。如欧盟宇航局在推出“清洁太空”计划,树立负责任开发太空大国的理念,期望世界各国能够进行开发太空的可持续发展和安全发展。

 

那么如何应对这些太空垃圾问题呢?

 

桑吉表示现时来自美国、俄罗斯和中国的太空垃圾各占总数约三分之一,其余少数来自其他国家。要解决太空垃圾进而保护太空环境需要国际间、特别是几个太空大国合作,但在保护太空问题是合作又是如此的复杂。

一些国家研究开发技术让那些卫星在完成使命后,可以自动进入位于地球同步平均高度的“坟墓轨道”,或者让这些完成使命的卫星在进入大气层后自动烧毁,这些都属于比较理想的措施。另外还可以通过技术手段让完成任务的末级火箭自动断电,避免发生爆炸,导致产生更多碎片。

 

而且欧洲还曾试验过使用“网式”和“鱼叉式”进行捕捉太空垃圾的技术。美国方面也提出过用地面强激光来清理太空垃圾等方法。还有科学家进行让发生爆炸或出现碰撞事故的失效的研究。

 

世界各国认同如果太空垃圾不清除,有可能在未来影响卫星运转,而影响到地球上人类的生活,所以希望通过科技对太空垃圾进行清除。

 

日本在今年10月成立人造卫星基地,这也是在清除太空垃圾上迈出重大一步。

 

就是致力研究清除太空垃圾的日本川崎重工业,已经设置能发射指令给负责清除垃圾的人造卫星基地站,大力发展清除太空垃圾。具体情况是通过一个安装在屋顶上装有一个直径 3.7 公尺的天线,可对人造卫星发射指令。

 

这个卫星于2011年研发,它能在太空中捕捉太空垃圾并抛向大气层,通过进入大气层的高温燃烧清除太空垃圾。另外日本计划明年度发射小型卫星来验证这项清除太空垃圾的技术,预计实验约需时一年,并以 2025 年度能实际清除太空垃圾为目标。

 

中国在2016年6月25日,发射的长征七号火箭成功首飞,当时带了7个有效载荷,其中有一个很特殊,就是用来清理太空垃圾的遨龙一号空间碎片主动清理飞行器。这种飞行器在接近太空垃圾后,会利用自身安装的机械臂对太空垃圾进行抓取。之后,会将太空垃圾携带进“坟墓轨道”或很快坠入大气层焚毁的轨道释放,完成太空垃圾的清理。

 

2018年5月美国发明家马斯克的私人太空探索技术公司SpaceX,在美国佛罗里达州发射了猎鹰9号火箭试图清除太空垃圾,显示对清除太空垃圾的关注。

 

欧洲宇航局期望世界各国在清楚太空垃圾方面共同合作,一方面设立保持太空清洁规则,另外探讨对污染太空的发射征收税务,用来清理太空垃圾,而且要进步加强对太空的保护。

 

地球上出现的雾霾,空气污染和核废料等正在污染地球上人类生活的环境,已经引起世界公民保护环境的意思。对于太空探索同样需要控制地球上的污染蔓延到太空。

 

法广RFI 罗拉

 

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