太空流浪者”

1、太空“流浪者”如果你看過電影地心引力 ，一定對空間站被高速 掠過的太空垃圾摧毀的鏡頭印象深刻。那么，太空垃圾是怎 樣產(chǎn)生的呢，它們真的有這么大的威力嗎？這一期，就讓我 們來了解一下讓宇航員們“聞之色變”的太空垃圾吧。太空并不像我們所以為的那樣空無一物。在廣袤 （mao）的近地空間中，潛伏著很多大小不一的太空“流浪者”一一 太空垃圾，它們就像一顆顆流動的炸彈，對人造衛(wèi)星、空間 站等航天器構(gòu)成威脅?？蛷暮翁巵?太空垃圾也被稱為軌道碎片，是指圍繞地球軌道運行的 無用人造物體。絕大多數(shù)太空垃圾分布在地球周圍 2 000 千 米的范圍內(nèi)，其中距地面 750千米-800 千米的高度上最為集 中。它們有的是

2、“退休”的人造衛(wèi)星或報廢的火箭殘骸，在 失去效用以后，仍在太空中飛行，例如目前地球軌道上最大 的太空垃圾歐洲航天局 2002 年發(fā)射的地球觀測衛(wèi)星 Envisat，它有一輛雙層巴士車那么大，重達8噸，在201 2年失效成為太空垃圾。有的是宇航員在太空作業(yè)時制造的垃 圾： 1 965 年，一只手套被美國宇航員愛德華丟棄在太空，這 只手套以每小時約 2.8萬千米的速度在太空飛行了 20多年，最終墜入大氣層燒毀； 1982 年，蘇聯(lián)宇航員瓦倫丁 ?列勃捷 夫在進行例行的太空行走時，減壓艙內(nèi)的一些螺栓、墊圈和 一支鉛筆被吸入太空，成為太空垃圾：2007 年，國際空間站宇航員安德森在太空行走期間，將一個

3、635 千克重的有毒氨水罐拋入太空， 16 個月后，這個電冰箱大小的太空垃圾墜入澳大利亞和新西蘭之 間的茫茫大海，幸運的是沒有造成事故。還有一類太空垃圾 是航天器碰撞或者爆炸后產(chǎn)生的碎片。例如蘇聯(lián)就曾進行過 多次衛(wèi)星攔截、 爆炸試驗， 制造了大量大小不等的碎塊垃圾。 這類太空垃圾數(shù)量眾多且體積小不易觀察，給人們的航天活 動造成許多危害。野蠻生長的流浪漢2015 年，來自英國倫敦大學學院的天文學家制作的一個 視頻，展示了從 1957 年到 2015 年太空垃圾的數(shù)量變化。 1957 年，太空中只有1?太空垃圾第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克 1 號”；到 1980 年，近地軌道上的太空垃圾已經(jīng)達

4、到近 5000 個； 2007 年，太空垃圾數(shù)量迎來一次大爆發(fā)；到 了 2015 年，太空垃圾的數(shù)量已經(jīng)達到了令人憂慮的程度。 據(jù)專家估算：大小在 1 厘米以下的太空垃圾超過 1.7 億塊；大小在 1-10 厘米的太空垃圾超過 67 萬塊；大小在 10 厘米以上的太空垃圾超過 2.9 萬塊。竟然有這么多太空垃圾環(huán)繞著地球，是不是很可怕？更可怕的是，這些太空垃圾還在以每年2%5%的速度遞增。按照這個速度計算，如果不采取措施，那么近地軌道在 300 年后就可能被垃圾填滿。別人要錢，這位流浪漢要命 在地面上亂扔垃圾，最大的危害也許是破壞了環(huán)境衛(wèi) 生。而在太空中“亂扔垃圾” ，可是會要命的！2016

5、年，英國宇航員蒂姆 ?皮克發(fā)現(xiàn)國際空間站 ?t 望塔 舷窗上出現(xiàn)了一個直徑約 7 毫米的圓形撞擊坑。 “肇（ zhao） 事者”是誰呢？據(jù)推斷，這可能是一小片金屬碎片撞擊造成 的，這些小碎片的直徑大約只有千分之幾毫米，小到肉眼都 無法看見！很難想象塵埃大小的碎片竟然有如此大的破壞力，而這 正是太空垃圾的可怕之處。太空垃圾的破壞力主要來自極快 的飛行速度每秒鐘約 7 千米?？茖W家們做過一個實驗， 用一個直徑 1.2 厘米的小球，以每秒 6.8 千米的速度撞擊一 鋁塊，撞出了十幾厘米深的坑，而絕大部分的航天器外殼都 沒有這么厚。據(jù)科學家們估算，一塊僅 10 克重的太空碎片 的撞擊能量不亞于一輛高速

6、行駛的小汽車；一顆迎面而來的 直徑為 0.5 毫米的金屬微粒，足以戳穿宇航員的宇航服，使 其一命嗚呼：一個棒球大小的太空垃圾則可能直接將航天器 撞得粉碎，產(chǎn)生災難性的后果。1986 年，歐洲發(fā)射的“阿麗亞娜”火箭剛進入軌道就發(fā) 生爆炸，產(chǎn)生了 564 塊大于 10 厘米的碎片、 2300 多塊小于 10 厘米的碎片。這些密集的“彈丸” ，后來直接造成兩顆日 本通信衛(wèi)星和一顆法國衛(wèi)星失靈。為了避免這些“移動炮彈”的傷害，美國和歐洲將兩萬 多個大小在 10 厘米以上、能夠被觀察到的太空垃圾進行編 號，并持續(xù)跟蹤和監(jiān)測，發(fā)出預警。國際空間站也專門加設(shè) 防護層以應對小碎片?？墒菍τ?10 厘米以上的“

7、大家伙” ， 就只能“三十六計，走為上計”了 2014年，國際空間站 為了避免遭到太空垃圾的撞擊，不得不三次變軌。消滅太空垃圾，前路漫漫既然太空垃圾如此可怕，那有沒有辦法消滅它們呢？遺 憾的是，按照現(xiàn)有的技術(shù)，要完全清除太空垃圾還是比較困 難，且成本昂貴。因此，目前應對太空垃圾還是以“躲”為 主，或者等待它們自己進入大氣層燒毀?？茖W家們從消滅一些較大的太空垃圾著手，也提出了一 些清理辦法：日本科學家們提出，可以在國際空間站上安裝 個激光系統(tǒng)，利用激光將太空垃圾推入大氣層中燒毀：瑞士 科學家們打算在衛(wèi)星上安裝超快仿生手臂，捕捉并回收太空 垃圾；美國科學家們提出了“二維宇宙飛船”的構(gòu)想，使用 特殊

8、的二維薄膜材料將太空垃圾 “五花大綁” 并“捉拿歸案” ； 中國的科學家們已經(jīng)展開了實踐，于2016年 6月發(fā)射了一臺“遨龍一號”飛行器，讓其主動清理軌道上的碎片，并將收集的太空垃圾帶到大氣層燒毀記一次可怕的太空交通事故2009 年 2 月 11 日，發(fā)生了人類歷史上第一次近地軌道 衛(wèi)星相撞事件。兩顆衛(wèi)星在西伯利亞上空 788.6 千米的高度 上狹路相逢， 還沒來得及跟對方打個招呼， 就一頭撞了上去。這次太空交通事故的兩位“當事人” ，一個是俄羅斯的 廢棄軍用通信衛(wèi)星“宇宙2251”號，發(fā)射于 1993 年，重約900 千克；撞擊發(fā)生時，它早已失去效用，在太空飄了十多 年。另一個是美國商業(yè)衛(wèi)星“銥星33”號，發(fā)射于 1997 年，重約 560 千克，是美國銥星通信公司的 66 顆通信衛(wèi)星之一， 當時仍在使用中。在這場事故發(fā)生前，美國北美太空安全司令部曾預測到 這兩顆衛(wèi)星會在 584 米的近距離上擦身而過，可沒想到衛(wèi)星 與預計的軌道有些許偏離，結(jié)果就撞上了。撞擊發(fā)生后，科學家們立即對撞擊產(chǎn)生的碎片進行跟 蹤。在撞擊發(fā)生 3 個小時后，兩顆衛(wèi)星的軌道上就出現(xiàn)了大 量的碎片。 而在隨后的四個月里， 撞擊產(chǎn)生的碎片布滿全球。 2012