几个世纪以来,天文学家一直惊叹于复杂的星座、一扫而过的彗星和月球的稳定相位。然而,从20世纪50年代开始人类首次突破地球大气层后的60年里,天空被一些不那么令人兴奋的东西挤满:这就是“太空垃圾”。
太空专家表示,目前至少有2.5万个物体正在地球上空疾驰,包括废弃的火箭助推器、报废的卫星和各种太空任务完成后解体的微小碎片,其中一些物体的速度达到每秒8公里。碎片不断增加,撞击到其他碎片上,造成更多碎片,将仍在运行的航天器置于危险中。
如果不清理现有的碎片以防止进一步积累,这样的碰撞很可能会呈指数级增长。由此产生的积聚使轨道条件变得危险,威胁到宇航员的生命,并危及有价值的太空技术和研究。整个轨道可能会受到污染,无法使用。
共同的“烂摊子”
共担责任
据报道,最近备受瞩目的碰撞事件引起了专家对太空碎片的关注。2009年,美国发射的Iridium33通讯卫星与俄罗斯已废弃的Kosmos-2251卫星相撞,造成数千块新的碎片在太空中高速飞行。尽管其中一些在地球大气层中烧毁了,但仍有2000多个可追踪的碎片存在于太空。
2021年,俄罗斯反卫星试验产生的碎片导致国际空间站上的机组人员躲在太空舱里,随时准备疏散。虽然他们当时安然无恙,但在今年早些时候,一块碎片在国际空间站的一个机械臂的隔热罩上刺穿了一个5毫米宽的洞。
从油漆桶大小的碎片到校车大小的助推器,近地轨道上的“太空垃圾”对科学家数十年的研究和探索努力构成了几乎不可估量的风险。
一家科技初创企业的高级技术研究员达伦·麦克奈特认识到应对这一挑战的必要性。他说,这需要领导力,但他表示,为什么我们不能合作清理越积越多的“烂摊子”?
解决方案:
四臂机器人或磁铁卫星
由于担忧碎片问题,全球多个组织于2021年发布了一份航天工业碎片声明,承诺致力于减少碎片和保护地球轨道,确保子孙后代的可持续性和安全。
欧洲航天局已经在努力清理近地轨道,近地轨道的碎片构成了最大威胁。该机构选择了瑞士公司ClearSpace,签署一份价值1.04亿美元的合同,以捕获大型碎片并使其脱轨。首席工程师穆里尔·理查兹表示,计划于2025年启动空间碎片清除任务,发射名为ClearSpace-1的四臂机器人,它将像爪子一样运行。
另一家日本太空初创公司AstroScale也在进行类似的项目。AstroScale正在开发一种名为ELSA-d的航天器,重达200公斤,这将是世界上第一颗使用磁铁收集太空垃圾的卫星,与美国太空部队的“轨道原动力计划”相联系。
另类方案:
“就地取材”重新利用
其他计划包括将碎片进一步送入“墓地轨道”,在那里它们不能干扰大多数太空旅行和现有的卫星或太空望远镜。一些工程师希望,更大的物体,如报废的火箭机身,可以被重新用于小型空间站。旅行者太空公司旗下的NanoRack公司高级副总裁马歇尔·史密斯认为,这可能是处理碎片的一种经济高效的方式。他们目前正在研究在太空中焊接的工作原理,以便在不需要返回地球的情况下,可以将轨道上的材料投入使用。
至于较小的物体,比如那些已经损坏了的国际空间站碎片,对于正在服役的宇宙飞船和卫星而言仍有责任进行导航,以避免潜在的撞击。限制更多微小碎片的产生也是至关重要的。航海者航天控股公司董事长兼首席执行官迪伦·泰勒撰文称,在地球上,这意味着国家和私人企业之间的全球合作,必须不惜一切代价避免重演Iridium碰撞事故或反卫星试验碰撞事件。
欧洲航天局警告,如果世界“一切照旧”,我们可能会看到“凯斯勒综合征”实时上演。该术语以美国宇航局前科学家唐纳德·凯斯勒的名字命名,描述了一种潜在的灾难性多米诺骨牌效应,类似于2013年科幻电影《地心引力》中虚构的碎片风暴。
泰勒表示,抓紧时间清理太空垃圾将表明太空行业对可持续发展的承诺,并为未来的空间发展铺平道路。
据《南方都市报》