就在“天空一号”发射前期,美国一卫星残骸无控制坠落地球的消息,引发全球恐慌。面对数量越来越多的、甚至已达“临界点”的太空垃圾,尽管在太空发生碰撞的概率很小,但碰撞的毁灭性却不容小觑。更令航天专家头疼的是“雪崩效应”----每一次撞击并不能让碎片互相湮灭,而是产生更多碎片,而每一个新的碎片又是一个新的碰撞危险源。如果有一天,等地球周围被这些太空垃圾挤满的时候,人类探索宇宙的道路该何去何从呢?
数量已达“临界点”
美国全国研究委员会9月1日公布报告称,地球上空的太空垃圾数量已经达到“临界点”。对此,中国航天专家表示,随着航天活动日益频繁,太空垃圾势必不断增多。
自从53年前前苏联第一颗人造地球卫星上天以来,人类在太空产生了成千上百万的碎片垃圾,包括旧火箭、废弃的卫星、导弹弹片、罐头、烟头、宇宙飞船碎片、旧火箭,甚至连高尔夫球都有,估计大过一毫米的垃圾,多达37万件。目前,尺寸大于10厘米的为大碎片,现被监测到大概有1.8万个;尺寸介于1至10厘米之间的为小碎片,约有10万个;尺寸不大于1厘米的为微小碎片,约有几千万个。
这些太空垃圾之中,大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器,被遗弃的运载火箭推进器残骸;中等有意外爆炸形成的碎片,如1996年6月3日,美国一枚飞马座火箭发生爆炸,共产生了约30万个危害性碎片,2009年,美国的一个通信卫星和俄罗斯一个废弃军事探测器相撞,产生了大约1,500件太空垃圾;小的有一些零部件,如星箭分离用的爆炸螺栓、卫星包带和弹簧等,还有宇航员“随地乱扔”的垃圾,比如1965年,在美国首次太空行走过程中,宇航员爱德华失手丢掉了一只手套;更多的则是极其微小的空间微粒,如航天器脱落的油漆颗粒等。
根据最新一期美国航空航天局(NASA)季度报告显示,在过去一年太空垃圾数量增加了20%。据统计,截止到2009年,在绕地球轨道上共有15,090件太空垃圾。这些轨道碎片的直径不小于10厘米。
NASA报告认为,目前世界上的几个航天大国要对这些太空垃圾负主要责任:在全部的15000多件太空垃圾中,有5,653件来自独联体国家、4,812件来自美国、3,144件来自中国。另外法国、日本、印度也都各自产生了上百件太空垃圾。在轨的太空垃圾中,美国和俄路斯的最多,各占了约4,000-5,000多个。而2010年俄航天署官方网站指出,“根据统计,40%的太空垃圾是中国制造的。美国的太空垃圾占27.5%,俄罗斯占25.5%,其他国家占7%”,中国已经成为在近地宇宙空间制造太空垃圾最多的国家。
垃圾“飞进”自家后院
五角大楼的一份报告称,有太多的太空垃圾整天环绕着地球呼呼地转,它们之间的相撞会造成无法控制的连锁效应,并将摧毁重要的通讯卫星。众多的太空垃圾非常有可能撞上通讯卫星和气象卫星,从而导致地球表面的手机信号出现中断以及气象部门无法预报天气。从这方面看,太空垃圾已经威胁到了人类的日常生活。
1997年1月22日,美国俄克拉荷马州女子威廉姆斯被太空垃圾击中,成为人类历史上首位也是唯一一位曾被太空垃圾击中的人。
2011年9月23日美国宇航局(NASA)警告称,已颗已经失控六年、约汽车大小、重约6吨的“高层大气研究卫星”将在24小时内返回地面。消息公布后,世界各国的科学家纷纷推测其坠落地点,包括印度洋、太平洋、非洲、澳州、加拿大甚至中国台湾等,也引得全球不少人忧心忡忡,担心自家后院突然掉下一颗卫星残骸。为此,日本政府还专门设置了对策小组。尽管被砸中的几率很小,但是面对越来越多的太空垃圾,人类的生命安全还是遭受到了威胁。同时,一个通讯卫星和一大块的太空垃圾撞击可以爆炸出成千上万的碎片,这些高速的碎片进而可破坏其它的卫星。随后,电视信号、天气预测、全球定位导航和国际电话可能中断或破坏。美国航空航天局下属的研究机构发表的2007年太空安全报告也表示,在地球附近的太空中已经布满了太空垃圾,这些高速飞行的垃圾对在轨道中运行的地球通讯卫星和气象卫星的工作构成极大威胁,尤其是700千米至900千米的低空环地轨道有许多废旧、损坏的卫星和卫星碎片。
美国太空态势评估向国会发送的报告中指出:不受控制的连锁反应可以使一些正在绕轨道运行的商用或军用卫星无法使用。这个尚未公开发表的报告说,未来的空间是“越来越拥挤和越来越具有竞争性”。
“宇宙交通肇事案”频发
航空事业的发展,需要太空有足够的空间才能发展,而持续增长的太空垃圾却让卫星的发射存在的风险率增加,使发生的太空垃圾“宇宙交通肇事案”几率增加,也增加了航天员的危险性。美国航天局轨道碎片项目办公室前主任唐纳德•凯斯勒说:“当前的太空环境对航天器和宇航员越来越危险。”
自上世纪50年代末以来,人类已经发射了4,000多次航天运载火箭,其中只有一小部分火箭残体坠毁地面,大部分都留在空间,成为太空垃圾并环绕地球疾速飞行。这类太空垃圾达数千吨之多,其中有1.3万块大于10厘米,3亿多块大于1厘米。这些太空垃圾由于据说,一块药片大小的太空垃圾,在发生撞击时的破坏力相当于一颗手榴弹。
2009年,一枚失效的俄罗斯卫星,与一颗运行的美国通讯卫星相撞,这也是人类历史上首次发生卫星相撞事故。2006年,一块太空碎片击中穿梭机阿特兰蒂斯号,令散热器组上出现一个小洞。2005年1月17日,美国1974年滞留在太空的火箭残骸和2000年中国滞留在太空中的火箭残骸当空相撞。
对近日即将发射的“天空一号”,中国专家焦维新表示,“天宫一号”没有专门的防撞措施,假如预知附近有碎片穿过我们的轨道,只能躲着点。同时他也表示,“‘天宫一号’2年寿命结束后将由指令控制坠入大海”,以避免成为太空垃圾造成“宇宙交通事故”。
据计算,目前太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的概率为3.7%,发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此推算,那么今后将每5-10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件,但是到了2020年,这种频率就将上升到两年一次。而这些太空垃圾在太空相撞并产生的大量太空垃圾,既有可能会对国际空间站构成威胁。
有专家表示,如果继续放任太空垃圾增加,发生太空灾难只是迟早问题。可以侦测的太空垃圾超过2.2万件,有机会撞击现存的一千个人造卫星,甚至威胁到宇宙飞船和航天员的安全。尽管各个国家已经开始关注太空垃圾的治理问题,但从技术上而言,回收太空垃圾在短期内很难实现。
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