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【科技眼】太空垃圾清理大作战(上)

时间:2022-05-09 15:56:04来源:本站

在日常生活中,大家只需要将垃圾正确分类并丢到对应的垃圾桶,不需要为处理垃圾的问题苦恼。你知道在太空里产生的垃圾应该如何处理吗?

神舟十三号的航天员们在轨6个月期间产生了各类废弃物,大部分液态和气态废弃物在空间站内处理掉了,固体垃圾则会打包带到地球,在大气层焚烧。

其实,在人类刚开始探索太空时并没有处理垃圾的意识,也在太空里留下了许多人类的痕迹。



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什么是太空垃圾?卫星为什么不能主动躲避太空垃圾?


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太空时代产生的垃圾
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自1957年第一颗地球轨道卫星“斯普特尼克1号”发射以来,人类的探索活动在太空中留下了大量废弃物,小到涂料碎片、宇航员太空行走时丢掉的装备,大到火箭助推器、停止工作的废弃卫星

据估计,介于1毫米到1厘米之间的太空垃圾有约1.28亿块,1厘米到10厘米间的有约90万块,10厘米以上的有约34000块。地球附近的太空已十分拥挤。

在近地轨道上,这些碎片以平均7.9千米/秒的速度飞行——比子弹的速度还要快10倍,这意味着即便是非常小的碎片也能破坏在役航天器。其中1厘米到10厘米之间的碎片是航天器杀手,它们的尺寸一方面足以对航天器构成严重威胁,另一方面又因为太小而无法被追踪。更大的碎片能通过长期追踪提前规避,以国际空间站(ISS)为例,它每年至少要机动一次,以躲避可能致命的撞击。 




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据统计,2010年威胁航天器正常运行的危险接近事件平均每周发生13000次,科学家预计到2059年这个数字将上升至50000次。而主动规避太空垃圾会使航天器增加燃料消耗、缩短服务时间,以及提高发射成本

2009年2月10日,美国通信卫星“铱星 33”和俄罗斯已报废的“宇宙 2251”卫星在西伯利亚北部地区上空789千米处发生碰撞,致使大约2000块大型碎片进入太空。 

雷达可以追踪低轨道上的碎片,望远镜则能追踪2000千米至36000千米高的中轨道以及地球同步轨道上的物体,不过望远镜无法发现直径小于1米的碎片。除此之外,科学家还会借助射频技术检测卫星是否存在异常。 

追踪技术只能对碰撞危险进行预警,这是远远不够的。如果不采取更有效的措施处理这些太空垃圾,终有一日我们将再也无法发射载人航天器,也不能用卫星传输电视信号、预报天气、连接移动网络或提供全球定位服务。





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俄罗斯和平号空间站

被太空垃圾破坏的太阳能电池板




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人类将哪些垃圾丢在了太空
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01
手套
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美国“双子星4号”的宇航员爱德华·华特1965年丢失的手套,曾以每小时2.8 万千米的速度飞行,专家称之为在小尺寸垃圾中“危险性最大的垃圾”。

02
照相机
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2006年12月的“发现号”航天飞机遗失了一台照相机。

03
工具包
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2008年,美国宇航员海德马里·斯特凡尼斯海宁·皮珀在一次太空行走中遗失了一个内含润滑枪的工具包。

2009年8月,这个工具包重新落入大气层。

04
“神秘”金属球
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1965年,从“双子星”飞船上掉落的一颗金属球在澳大利亚西部地区引发了一阵恐慌,人们误以为它来自UFO。

05
200袋垃圾
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“和平号”空间站上的宇航员在1986年至2001年间丢进太空的垃圾量。

06
4.8亿根铜针
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1963年,作为“西福特计划”(意图人工制造一个电离层)的关键一环,美国军方将数亿根铜针发射到3700千米高的环地球轨道上,其中一些针至今仍然在轨。

07
128千克核电池冷却剂
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泄漏自早已不工作的苏联雷达型海洋监视卫星。

08
30万块碎片
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1996 年,“飞马座”火箭上升级爆炸后产生了诸多碎片。

这些人类制造的太空垃圾,就像是马路上随意乱开的汽车一样漂浮在太空轨道上。不经过追踪,你无法知道它们什么时候停住、何时会突然进行变线……

由于它们的相对速度较大,小到几毫米的油漆碎片都足以给人造卫星或者载人飞船造成致命损伤。可以说,这些看似不起眼的碎片是宇宙“交 通事故”最大的潜在“肇事者”。



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看到这里,各位“造粉”们可能要问了,太空垃圾离我们这么远,能有什么危害呢?

下一期的我们就来说说太空垃圾对地面的杀伤力和清理办法吧~


本文选自《学苑创造》C版2021年1-2月刊

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