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历史上惊心动魄的几次太空相撞事件
分享 | 2010年07月14日 22:43  

自1957年前苏联把全世界的第一颗人造卫星送上天,至今48年的时间,人类的空间活动共制造了数以亿计的空间碎片(也叫太空垃圾)。中国空间碎片行动计划首席科学家都亨介绍,一个仅10克重的空间碎片的太空撞击能量,不亚于一辆以每小时100公里速度行驶的小汽车所产生的撞击能量。


  漫漫历史长河中,48年不过是人类对太空探索的小小开端,专家曾估计,如果不加防治,再过百年,空间碎片将使太空变得无法使用,太空探索可能因此而止步。


  太空将有可能无法使用


  据美国国家航空航天局统计,因碎片撞击,航天飞机平均每次飞行要更换1.41块舷窗,航天员有时透过舷窗可以看到空间碎片飘移而过。


  1999年6月,美国发现号航天飞机飞行10天返回地面,共发现64处撞击痕迹。


  前苏联和平号空间站公布的图片清晰显示,和平号陨落前已经被空间碎片撞得千疮百孔。


  碎片撞击的相对速度是平均每秒10公里,最高时达每秒16公里。各种尺寸的碎片都会对航天器造成危害,微小碎片累积效应会改变元器件的性能,撞击产生的等离子体会破坏航天器供电系统,如今,数以亿计的微小碎片已经成为影响航天器寿命的重要因素之一。


  较大碎片撞击会使航天器破裂、爆炸、结构解体,中国科学院空间技术与应用中心研究员龚建村介绍,这种撞击在目前的概率极小,一旦撞上将是灾难性的。迄今为止人类通过轨道计算确认了三起严重的太空相撞事件:


  1991年12月底,俄罗斯一颗失效卫星“宇宙1934”撞上了本国另一个卫星“宇宙926”释放出来的大碎片,前者一分为二,后者零碎到无法跟踪。


  1996年7月24日,一块美国“阿丽亚娜”火箭的残骸,以每秒14公里的相对速度撞断了法国一颗正在工作的电子侦察卫星的重力梯度稳定杆,后者翻滚失效。


  2005年1月17日,在太空中飞行了31年的美国“雷神”火箭废弃物,和中国6年前发射的长征四号火箭残骸,以每秒5.73公里的相对速度碰撞,长征四号火箭残骸的近地点轨道下降了14公里,美国的火箭废弃物一分为四。


  “可以确信,未来类似的撞击会越来越多。”龚建村说。


  体积较大的空间碎片,即使在寿命到期的时候,依然会对人类构成威胁。1997年1月22日,一个火箭的燃料储罐再入大气层时没有完全烧毁,陨落在美国的得克萨斯州;1978年1月24日,前苏联带有核动力的雷达卫星在加拿大西北上空解体,500多块带有放射性的碎片,撒落在800公里长的地带上,带来极为严重的后果。


  20世纪80年代,空间碎片的威胁受到关注,当时曾有科学家估计,如果任其发展,再过数十年将会发生“雪崩效应”。都亨对此进行解释,“空间碎片数量过多,相互之间撞击的频率增大,从而产生更多的碎片,这个过程循环下去,就像滚雪球一样,十分可怕。”


  近年来空间碎片的增长速度越来越快,仅10厘米以上碎片,平均每年净增200个。科学家估计,照这个速度发展下去,100年后,空间碎片的数量将比现在增加一个数量级,数百年后航天器将无法在空间生存。

“先污染后治理”的悲剧不幸在太空上演


  空间碎片,专指人类在太空活动中产生的废弃物及其衍生物。


  中国科学院空间技术与应用中心研究员龚建村,介绍了空间碎片的几种来源:


  ——完成任务后的卫星以及运载火箭末级直接成为空间碎片;


  ——火箭剩余燃料、卫星高压气瓶中的剩余气体、未用完电池,都可能因为偶然的因素爆炸,而产生难以计数的空间碎片,至2003年人们共发现了170余次爆炸,将近一半的碎片因此而来;


  ——固体火箭燃料中添加了铝粉,燃烧产生的氧化铝向空间喷射,形成太空“沙尘暴”;


  ——用液态金属钠钾作为冷凝剂的核动力卫星,卫星失效后冷凝剂向外泄漏的小液滴产生了小碎片;


  ——航天员产生的生活垃圾是名副其实的太空垃圾,和平号空间站的垃圾就直接被抛向太空;


  ——航天员在太空行走时遗弃的扳手、手套、摄像机灯等物品也成为空间碎片;


  ——空间碎片使航天器表面材料退化、剥落,成为新的空间碎片。


  开展空间活动时间较长的美、俄两国,所产生的空间碎片约占总数的45%和48%,我国产生的约占1.2%。


  没人能够数清空间碎片的确切数目。龚建村说,人类目前只能对直径10厘米以上的碎片进行跟踪监测,这类碎片目前共有9600多个,世界上只有美国和俄罗斯有能力对其进行全部监测,美国国家航空航天局为每个碎片都进行了编号。


  小于1厘米的碎片据估计有数千万乃至数亿,航天器已经根本无法避免与其相撞,只能通过加强自身的防护能力来应对。


  介于10厘米至1厘米之间的,约有数百万个,由于既无法跟踪也难于防护,因此,被称为“危险碎片”。科学家们正致力于提高跟踪能力和航天器的防护能力,以期从两个方向填上这条危险的鸿沟。

 

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 编辑:yuqing

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