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太空垃圾:宇航安全的威胁

时间:2023-08-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:人类先后已将 4000余颗卫星送入太空,目前仍在正常运转的仅有 400余颗,其余的或坠毁于地球表面,或遗留在太空,成为太空垃圾。太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患,它们成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手,使宇航员的安全受到严重威胁。在人类太空史上,太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。以此计算,今后将每 5~10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件,到 2020年将达到 2年一次。

太空垃圾:宇航安全的威胁

自上世纪 50年代开始进军宇宙以来,人类已经发射了 4千多次航天运载火箭。据不完全统计,太空中现有直径大于 10厘米的碎片 9千多个,大于 1.2厘米的有数十万个,而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。

不要小看这些太空垃圾,由于飞行速度极快( 6~7公里 /秒),它们都蕴藏着巨大的杀伤力,一块 10克重的太空垃圾撞上卫星,相当于两辆小汽车以 100公里的时速迎面相撞 ——卫星会在瞬间被打穿或击毁!试想,如果撞上的是载人宇宙飞船……

而且人类对太空垃圾的飞行轨道无法控制,只能粗略地预测。这些垃圾就像高速公路上那些无人驾驶,随意乱开的汽车一样,你不知道它什么时候刹车,什么时候变线。它们是宇宙交通事故最大的潜在 “肇事者 ”,对于宇航员和飞行器来说都是巨大的威胁。

目前地球周围的宇宙空间还算开阔,太空垃圾在太空中发生碰撞的概率很小,但一旦撞上,就是毁灭性的。更令航天专家头疼的是“雪崩效应”——每一次撞击并不能让碎片互相湮灭,而是产生更多碎片,而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。如果有一天,等地球周围被这些太空垃圾挤满的时候,人类探索宇宙的道路该何去何从呢?

太空垃圾是人类在进行航天活动时遗弃在太空的各种物体和碎片,它们如人造卫星一般按一定的轨道环绕地球飞行,形成一条危险的垃圾带。太空垃圾可分为三类:一是用现代雷达能够监视和跟踪的比较大的物体,主要有种种卫星、卫星保护罩及各种部件等,这类垃圾目前已达 8000多个;二是体积小的物体,如发动机等在空间爆炸时产生的,其数量估计至少有几百万;三是核动力卫星及其产生的放射性碎片,到 2000年,这类卫星送到地球轨道上的碎片达 3吨。(www.xing528.com)

1957年 10月 4日,前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星,揭开了人类空间时代的序幕,同时也为太空送去了第一批垃圾。当时,宇航员完成飞行任务,把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后,随着人类太空史上的一次次壮举,太空垃圾与日俱增。人类先后已将 4000余颗卫星送入太空,目前仍在正常运转的仅有 400余颗,其余的或坠毁于地球表面,或遗留在太空,成为太空垃圾。据统计,目前约有 3000吨太空垃圾在绕地球飞奔,而其数量正以每年 2%~ 5%的速度增加。科学家们预测:太空垃圾以此速度增加,将会导致灾难性的连锁碰撞事件发生,如此下去,到 2300年,任何东西都无法进入太空轨道了。

太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患,它们成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手,使宇航员的安全受到严重威胁。要知道,太空垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为 0.5毫米的金属微粒,足以戳穿密封的飞行服;人们肉眼无法辨别的尘埃(如油漆细屑、涂料粉末)也能使宇航员殒命;一块仅有阿司匹林药片大的残骸可将人造卫星撞成“残废”,可将造价上亿美元的航天器送上绝路。在人类太空史上,太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。 1983年,美国航天飞机“挑战者”号与一块直径 0.2毫米的涂料剥离物相撞,导致舷窗被损,只好停止飞行。前苏联的“礼炮-7”号轨道站也多次被此类“尘埃”损坏。 1986年,“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸,成为 564块 10厘米大小的残骸和 2300块小碎片,这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”!1991年 9月 15日,美国发射的“发现者”号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞,当时“发现者”号与这个“不速之客”仅仅相距 2.74千米,幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号,它才免于丧生。

据计算,目前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为 3.7%,发生非灾难性撞击事件的可能性为 20%。以此计算,今后将每 5~10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件,到 2020年将达到 2年一次。

太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,而且还污染了宇宙空间,给人类带来灾难,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染。目前,美国和前苏联在空间的核反应堆中有 1吨的铀-235及其他核分离物。前苏联共发射 31颗核动力侦察卫星,其中已有两颗给地面带来污染: 1978年,“宇宙 954”号大量放射性残骸落入加拿大的斯克拉芬海; 1983年,“宇宙 1402”号的反应堆芯落入南大西洋

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