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蘇聯發射人類第一顆人造衛星,產生了大量太空垃圾,產生了太空垃圾

人類最大的垃圾場其實就在我們頭頂上,自從蘇聯發射人類第一顆人造

衛星

“斯普特尼克1號”以來,全世界各國一共執行了超過4000次的發射任務,產生了大量

太空垃圾

。太空垃圾又名空間碎片通常幾種,首先是失效的

航天器

,一些衛星在完成任務後如果能透過技術手段進入“墳墓軌道”,也就是位於地球同步軌道平均高度350公里以上,是用來儲存廢棄航天器的軌道或者進入地球大氣層燒燬就更完美,但如果沒有采取這些措施,它就會滯留在軌道上成為太空垃圾,而這種失效的航天器往往也是最大的太空垃圾。

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第二種是火箭末級,將衛星送入軌道的火箭末級一般會漂浮在軌道上,雖然已經完成任務,但箭上的推進劑、高壓氣、電池一般都還沒有用完,這些東西隨時會引發火箭爆炸變成更多的空間碎片,還有的是已經發生爆炸或者出現碰撞事故的失效航天器,1991年12月底,俄羅斯的一顆失效衛星宇宙1934號,就撞上了本國另一顆衛星宇宙926號,釋放出大量碎片,前者一分為二後者零碎到無法跟隨。另外還有一些航天器上的脫落的部件、油漆片,甚至是航天員出艙時不小心弄丟的工具包,還有從太空艙口噴出的冷凍尿液,這些都屬於太空垃圾。

太空垃圾也有分類,大於10釐米的一般稱為大碎片,尺寸在1~10釐米的是危險碎片,小於1釐米的是小碎片,所有太空垃圾主要分佈在近地軌道、地球同步軌道。根據2019年1月份歐空局的調查資料來看,目前太空中的大碎片已經超過3。4萬個,危險碎片高達90萬個,小碎片可能有幾千萬個,並且這個資料還在增長中,那麼這些太空垃圾產生什麼樣的傷害呢?

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大空垃圾一般在近地軌道以每秒7-8公里速度執行,在地球靜止軌道上則是以每秒3公里的速度執行,航天器也同樣在高速執行,一塊10克的太空垃圾撞上衛星就相當於兩輛100公里/小時的汽車相撞,衛星會在1。5秒內被打穿或者被擊毀。到目前為止,已經發生過很多因為太空垃圾引發的事故。2009年,在西伯利亞凍土帶上方800公里的太空中,俄羅斯的退役衛星宇宙2251號和承擔電話中繼任務的依星33號親密接觸,猛烈的撞擊把兩顆衛星變成2100塊碎片,衛星殘骸甚至擴充套件成了一朵碎片雲,每一塊碎片都可以摧毀一顆價值連城的人造衛星。

兩年後,國際空間站不得不移動來避開碰撞留下的碎片,2012年和空間站擦身而過的碎片最近只有120米,像這樣的事件發生的機率是3。7%。以此計算,每5~10年就會發生一次太空垃圾與航天器相撞的事件,到2020年可以達到每2年一次,NASA顧問唐納德·凱斯勒在1978年提出了一個名叫凱斯勒綜合徵的理論,這個理論認為當近地軌道上的太空垃圾多到一定程度後,人造衛星和航天器經常被撞擊,進而又產生更多太空垃圾,形成惡性迴圈,最後使得發射航天器的工作不得不停止。

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人類目前離凱斯勒綜合徵越來越近,凱斯勒向人類發出這個警告後,NASA就立即成立軌道碎片專案組跟蹤宇宙垃圾,對大大小小的太空垃圾進行監測,目前也有很多科學家提出清除太空垃圾的構想,要麼將空間碎片放入太空中位置不那麼重要的棄置區,要麼就是有控制地將太空垃圾推入地球大氣層中燒燬。

棄置區是什麼?我曾經看到一種構想是這樣的,在靠近拉格朗日點的地方,也就是一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間的一點,處於這個點上的小物體相對於兩個大物體能基本保持靜止,這個小物體就是太空垃圾,將太空垃圾放到這裡,建一個垃圾球如何?當然最理想成本相對來說沒那麼高的方案,還是將太空垃圾推入大氣層中。最近我國的天津大學研發出一種新型連續仿生機器人,據說可以跟隨火箭升空捕捉太空垃圾,它的身形近似於大象鼻子和章魚觸角柔軟可伸縮,又可以有力地抓取物體,在視野盲區機器人可以利用安裝在末端的攝像頭,繞過障礙物對目標進行抓取,看來有望成為一名太空“捕手”。

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英國薩里航天中心想出了一種用“魚又”捕獲太空碎片的方法,當捕捉的目標碎片處於1。5米外時,航天器會發射一個小型“魚叉”,以每小時70公里的速度擊穿碎片,然後將其拖到大氣層中燃燒。歐空局現在也確定了一項2025年清理太空的發射任務,這將是史上第一次捕獲並處理軌道上的太空垃圾的任務,計劃是製造一種特殊的衛星“清潔太空-1號”,這種衛星會用爪子抓牢太空垃圾,把它護送到較低的軌道,兩者一同進入大氣層同歸於盡,至於效果如何,就一起期待這項計劃吧。

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