作者:孙爱民 来源:中国科学报 发布时间:2013-11-21 9:44:14
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太空扫“垃圾” 着实不容易
 
目前太空碎片总数已超过4000万个,总质量高达数百万千克,仅大于12厘米的空间碎片就有17000多个。这些碎片已经成为“定时炸弹”。
 
■本报记者 孙爱民
 
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欧洲航天局日前证实,由于燃料耗尽而从外太空向地球坠落的“地球重力场和海洋环流探测器”(GOCE)探测卫星,落入南大西洋。之前,由于最先传出消息的科学家声称不知其会坠落到什么位置,漫天的担忧与猜测在网络上沸沸扬扬。
 
疑问:
 
太空垃圾对人类有什么威胁?为何要将部分太空碎片引向大气层?有什么技术与办法可以规避太空垃圾的危害?
 
解答:
 
“太空垃圾对地球上人类的直接危害可以忽略不计,没有直接砸到人的记录。”中科院院士、南京大学天文系教授方成在接受《中国科学报》记者采访时表示。
 
上世纪90年代,美国一座报废的天空实验室坠入地球表面,最终以大部分烧毁、小部分碎片落入海洋而告终。
 
同样,上世纪前苏联的一颗核动力卫星进入大气层也曾引起全世界关注。“连科学家都在担心核反应堆落在地面会有核辐射危险,幸亏最终在大气层销毁,后来各国也谨慎发射核动力的卫星。”方成回忆说。
 
“其实受太空垃圾与碎片威胁最大的是卫星和空间站。”方成表示。
 
据了解,目前太空中有一两千颗卫星。废弃的空间站、人造卫星和火箭爆炸后的碎片,再加上大小不等的小行星,对卫星与空间站造成很大威胁。
 
国家空间天气监测预警中心研究员薛炳森介绍,目前太空碎片总数已超过4000万个,总质量高达数百万千克,“仅大于12 厘米的空间碎片就有17000多个”。
 
“各种太空垃圾与碎片以每小时几万公里的速度高速运行。即使是很小的碎片,如果撞到航天器,轻则太阳板损害,重则直接爆炸。”方成表示,没有火箭喷射装置的卫星很难避开空间垃圾的碰撞。
 
人类历史上出现过两次大的卫星碰撞事件:2009 年,美国“铱33”号通信卫星与俄罗斯已经报废的卫星“宇宙2251”相撞;2013 年1 月,一颗俄罗斯卫星与一个空间碎片相撞。
 
前者的撞击产生了大量碎片。这些碎片可能存在上万年,对近地轨道上其他卫星造成严重威胁。
 
以固定轨道运行的太空垃圾为何会突然变轨?“太阳活动是‘罪魁祸首’。比如日冕物质抛射会引发原本沿着固定轨道运行的空间碎片变轨,撞向卫星或飞向大气层。”方成告诉《中国科学报》记者,此次欧洲航天局是主动将报废的探测器引向大气层,“它太大了,一吨多重,若是在太空中爆炸会产生数以万计的垃圾”。
 
面对悬在太空中的“定时炸弹”,各国都没想出行之有效且经济实惠的解决办法,只能被动应对,做好监测与预警工作。
 
我国的“空间碎片监测网”可以监测米级以上的空间碎片,而正在建设的光电阵建成后将大大增强对碎片的监测能力。
 
“对于太空垃圾的清理,科学家也进行了大胆设想,比如发射一个带有大网的卫星,到达太空后将垃圾收集带回地球。”方成告诉记者,这个设想技术上可行,但需要大量财力。此外,利用高强度激光将太空碎片击碎也是设想之一,但这一方案更是面临技术与资金的双重难题。
 
“清理太空垃圾需要各国联合起来,及时分享监测数据,共同研讨解决方案,分担相关的费用。”方成说。
 
《中国科学报》 (2013-11-21 第4版 综合)
 
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