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回收太空垃圾,又贵又难

2009-02-27

环球时报 2009-02-27
关键词:航天器美俄激光

本报特约记者 司马杭仁

美俄卫星碰撞事故再次提醒人类,随着太空越来越拥挤,碰撞事故的可能性也越来越高。美联社日前的报道称,比卫星和探测器数量增长更快的是大大小小的太空垃圾,这已经严重威胁到未来的太空安全。然而各国专家对此却并没有什么好的办法。

在美俄卫星碰撞事件后,来自多个国家的太空专家19日在维也纳举行了专门会议讨论应对太空垃圾威胁的有效方法。据介绍,太空垃圾又叫太空碎片,是人类在航天活动中遗弃在空间的废弃物。太空垃圾中体积较大、比较常见的主要包括已退役的人造地球卫星、空间探测器,以及它们在碰撞后产生的碎块。此外运载火箭发射过程中也会产生太空垃圾。火箭的第一和第二级分离较早,通常能进入大气层焚毁,第三级以上的部分,包括完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物,却将长期逗留在太空。此外早期航天员在太空工作和生活时产生并被扔到太空中的垃圾,以及太空行走时不慎遗落在太空的螺母、工具等物品也都是太空垃圾中的一部分。

太空垃圾的组成表明,几乎人类的每次太空活动,都不可避免会带来更多的太空垃圾。太空垃圾数量的快速增多,让运行中的卫星等航天器的正常工作受到威胁,碎片相互碰撞的概率也随之增加,这将产生更多的碎片,导致恶性循环。美国航空航天局负责太空垃圾的首席科学家约翰逊预测,随着太空垃圾持续增加,到2050年类似美俄卫星碰撞的情况将从“史无前例”变成“日益频繁”。

不过想要对付太空垃圾,却并不那么容易。约翰逊认为,从长远来看,太空垃圾真正的解决办法就是回收或及时将它们推到更高的太空轨道。但参加会议的英国首席代表克劳瑟则主张,回收太空垃圾成本过高,并可能导致更多的碰撞反而产生更多太空垃圾。因此各国对于太空垃圾还是以“防”为主,尽量减少太空垃圾的增加,其中主要分为“钝化”、“系留”和“转移”等方法。“钝化”就是消除能使火箭或航天器在轨道上发生爆炸的根源。我国从“长征-4B”火箭开始增设了排放系统,在星箭分离之后,排放系统将实行“三放光”政策,即把储箱里的液体放光,把气瓶里的气体放光,把电池的能量放光。这样除非与别的航天器相撞,火箭自身不会爆炸。“系留”是指将航天器在发射和工作中产生的抛弃物系留在航天器上。“转移”是指在航天器寿命结束前,利用剩余燃料将它推到一条专用于“埋葬”寿终航天器的“坟墓轨道”,防止它们影响和干扰正常工作的航天器 。

不过预防只能尽量减少太空垃圾增加的速度,却不能从根本上解决问题。为此各国专家们也提出了很多奇思妙想。针对那些小型碎片,有专家提出“太空吸尘器”的设想,在太空中飞行时清除那些小型的太空碎片。但这需要它具有识别迎面而来的是正常工作的航天器还是太空碎片的能力,导致“太空吸尘器”的构造太复杂,成本也太高。还有人提出用大功率的激光将小型太空碎片粉碎甚至烧毁气化。美国太空战略司令部正研制“激光扫帚”计划,利用大型激光武器清理国际太空站轨道前方直径在1-10厘米大小的太空垃圾。然而军事专家认为,“激光扫帚”既然可以扫除太空垃圾,同样也就可以伤害卫星等航天器,很容易引发太空战争。

而废弃卫星等大型太空垃圾的处理设想更多一些。除了利用卫星剩余燃料进行太空变轨外,还有一种方法是给飞行器带上冲气伞等增加空气阻力的装置,迫使卫星速度降低进入大气层烧毁。美国还在开发能够让报废卫星快速脱离近地轨道的新方法———“终结绳索”。它是一条长度为5千米的细导线,被绕成一个线圈放在卫星内部。“终结绳索”启动后将自动打开,在电离层和地球磁场的作用下,可产生出持续的电流,地球磁场会对其产生向下的拉力,牵动卫星下落。据测算,一颗距地面950千米的卫星如果自由下落大约需要100年才会坠入大气层,而采用“终结绳索”后,18天内就能完成。但由于系绳伸展机构的可靠性出现问题,意大利曾借用美国航天飞机释放过两次系绳卫星,都功亏一篑。▲

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