當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月9日下午1時(shí)4分,韓國(guó)各大機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)工作人員懸在半空的心,總算落地了。
當(dāng)天美國(guó)一顆報(bào)廢的科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星,墜落至阿拉斯加海岸附近。這顆地球探測(cè)衛(wèi)星重達(dá)2.45噸,自從1984年被送入軌道以來,環(huán)繞地球近40年。
最后墜入大海的報(bào)廢衛(wèi)星。/NASA
據(jù)韓國(guó)科技部較早前研判,這一衛(wèi)星進(jìn)入大氣層后,其殘骸可能躍入朝鮮半島上空。為保證安全,當(dāng)天韓國(guó)政府向民眾發(fā)出災(zāi)難預(yù)警短信。韓國(guó)全國(guó)機(jī)場(chǎng)于當(dāng)天中午30分鐘內(nèi)暫停航班起降,共有40個(gè)航班因此受影響。
這一“不速之客”屬于“太空垃圾”家族的一員。太空垃圾是指在繞地球軌道上運(yùn)行,但不具備任何用途的各種人造物體。
這些人造物體既有人手捏不住的固體火箭燃燒殘?jiān)?/span>,手滑會(huì)掉的太空人工具包,又有雙手抱不過來的被遺棄的多級(jí)火箭。
畫中的白點(diǎn)是太空人遺失的工具包,跟普通公文包差不多大。/NASA
它們?cè)谔罩酗w行速度極快,可高達(dá)每秒16公里,與其他物體發(fā)生碰撞時(shí)可釋放出極大能量。
地球大氣層之上到底有多少太空垃圾,目前國(guó)際航天界還沒有定論。
據(jù)估計(jì),空間站軌道中直徑在10厘米以上的太空垃圾不少于2萬個(gè),直徑在1-10厘米的有幾十萬個(gè),而直徑小于1厘米的得上億了。
這么多太空垃圾少數(shù)是像開頭那樣的報(bào)廢衛(wèi)星,大多數(shù)是碎片垃圾,因航天器解體或者太空垃圾互相碰撞而造成的,主要分布距離地面500-1000公里的軌道上。
環(huán)繞地球的太空垃圾分布示意圖。/NASA
我們頭頂上的“太空垃圾帶”之所以能形成,與近年迅速發(fā)展的航天科技密切相關(guān)。
剛過去的2022年,可說是衛(wèi)星發(fā)射的爆發(fā)之年。全球全年共有155次近地發(fā)射活動(dòng),其中僅有5次失敗和1次差點(diǎn)失敗。
據(jù)美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道,太空探索技術(shù)公司(Space X)能夠在31小時(shí)內(nèi)完成3次火箭發(fā)射,而一次發(fā)射可將52顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星送上軌道。跟Space X類似的全球商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射機(jī)構(gòu),正在把火箭發(fā)射往常態(tài)化和規(guī)模化推進(jìn)。
Space X的飛船搭乘“獵鷹9”火箭從肯尼迪航天中心發(fā)射升空。/視覺中國(guó)
美國(guó)非營(yíng)利性科學(xué)組織“憂思科學(xué)家聯(lián)合會(huì)”(UCS)表示,地球上空的衛(wèi)星接近一半是用于通訊,用作地球觀測(cè)、技術(shù)展示和定位導(dǎo)航等用途也不少。
地面上的電器會(huì)用舊更新,地球上空的衛(wèi)星也有報(bào)廢的一天。聯(lián)合國(guó)外層空間事務(wù)廳統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2022年1月環(huán)繞地球的人造衛(wèi)星共有8261顆,其中3409顆衛(wèi)星不在正常使用狀態(tài),占比超過四成。
我們知道公路上車越多,發(fā)生碰撞事故的可能性就越高,太空垃圾也相似。
根據(jù)天體物理學(xué)家凱斯勒的假說,太空垃圾越多,互相碰撞的概率就越大。當(dāng)太空垃圾的密集程度到達(dá)一個(gè)閾值,可能會(huì)引發(fā)連環(huán)撞擊,造成衛(wèi)星運(yùn)行軌道的整體污染。
凱斯勒假說提及太空垃圾引發(fā)的連環(huán)撞擊。/ESA
如果我們不處理這些太空垃圾,再這么肆無忌憚地制造太空垃圾,最終地球可能會(huì)被這些垃圾封鎖,沒有辦法進(jìn)行任何航天探索。
2009年,俄羅斯一顆報(bào)廢衛(wèi)星,撞上了美國(guó)一顆通信衛(wèi)星,撞擊后產(chǎn)生的碎片多達(dá)2000個(gè)。這樣的歷史事件,使科學(xué)家日益擔(dān)心太空垃圾的危害,并開始思考如何給太空做“大掃除”。
目前開發(fā)的太空垃圾清理方案,主要是以魚叉、網(wǎng)或機(jī)械手等工具,來直接捕捉太空垃圾。概念簡(jiǎn)單但實(shí)際操作起來既復(fù)雜又危險(xiǎn),一不小心機(jī)械臂可能就被垃圾微粒擊中,成為另一件太空垃圾。
用拖網(wǎng)回收太空垃圾的效果圖。/網(wǎng)絡(luò)
科學(xué)家也想過別的“撿垃圾”方案。日本科學(xué)家曾構(gòu)想過發(fā)射“清掃衛(wèi)星”,粘住太空垃圾并拖入大氣層燒毀。
而美國(guó)太空總署曾考慮研發(fā)“鐳射掃帚”,利用百萬瓦級(jí)別的強(qiáng)力激光,從地面向太空發(fā)射,從而使太空垃圾部分表面汽化,最后與地球大氣摩擦焚毀。
然而,一旦考慮到技術(shù)和國(guó)防安全的因素,尤其是成本問題,這些“天馬行空”的概念都難以付諸實(shí)行。
自1957年開始,人造衛(wèi)星不斷發(fā)射,用途也越發(fā)廣泛,太空垃圾的增加成了不可挽回的趨勢(shì)。當(dāng)你感嘆星空的美妙絕倫時(shí),可曾想過這些繁星,也許只是發(fā)光的太空垃圾。
與星星一起眨眼的,還有太空垃圾。/視覺中國(guó)
參考資料:
[1] 太空垃圾威脅與清除丨科技大觀園
[2] 韓媒:美國(guó)衛(wèi)星墜入阿拉斯加附近海域丨參考消息網(wǎng)
[3] 地球已被太空垃圾包裹丨羊城晚報(bào)
[4] 31 hours inside SpaceX Mission Control 丨New York Times
[5] How Many Satellites are Orbiting Around Earth in 2022? 丨Geospatial World
評(píng)論7