文|桃汁皖露
编辑|江语迟
声明:本文内容均是根据权威资料,结合个人观点撰写的原创内容,文中标注文献来源及截图,请知悉。
前言
人们对太空一直是充满向往的,各个国家都致力于将卫星发射到太空中。
但就在10月19日,距地球三万六千公里的高空又发生了一场“意外”。
美国通信卫星IS-33E突然在轨道上解体,产生了至少57块碎片。
这些碎片以极高的速度在地球静止轨道上游走,宛如一片危险的“太空碎片云”,对其他卫星和航天器构成了严峻威胁。
10月30日,我国的神舟十九号任务仍在进行中,神十八还没归来,航天员尚未返航。
虽然碎片的轨道距离较远,但太空中瞬息万变,任何漂移或扩散都有可能影响到我国的航天器。
面对这一突如其来的“太空危机”,我们的航天员该怎么办?
事件概述:IS-33E卫星的解体及初步影响
10月19日,波音公司的一颗名为IS-33E的卫星在地球同步轨道上解体,这一消息瞬间引爆了全球科技圈。
高达三万六千公里的高空上,这颗卫星以一种近乎壮烈的方式结束了它的使命,变成了五十多块太空碎片。
对于那些不在航天领域的普通人来说,或许难以想象这些碎片带来的潜在风险。
它们就像一颗颗悬在头顶的定时炸弹,威胁着在同一轨道上运行的其他卫星。
如果某一关键的通信卫星被击中,我们的电话、网络乃至导航系统都可能瞬间瘫痪,太空垃圾的问题因此再度被推向了聚光灯下。
IS-33E卫星的解体过程其实是一个异常的事件,作为一颗设计寿命为15年的卫星,它原本应该在轨道上长期工作,为地球上的通信、导航和气象监测等提供服务。
实际情况却事与愿违,仅仅八年后,它便在轨道上解体。
这不仅让人疑惑,究竟是什么原因导致了这颗卫星的“英年早逝”?
初步的猜测可能是卫星遭遇了太空垃圾的撞击,也可能是卫星自身出现了故障。
无论是哪一种原因,这起解体事件都为太空安全敲响了警钟。
解体带来的直接后果是碎片在高轨道的四散,这些碎片并不会因为缺乏引力而随意漂浮,它们在轨道上以极高的速度运动,形成一片危险的“碎片云”。
这一云团不仅威胁到波音公司旗下的其他卫星,还对世界各国的卫星造成隐患。
尤其是中国的通信、导航和气象卫星都在此轨道运行,如果被碎片撞击,后果将非常严重。
想如果通信卫星受损,我们的网络和电话将受到影响,甚至是关键的导航和气象服务也会停滞。
太空虽然离地面有数万公里之遥,但其变化却会直接影响地面人类的日常生活。
而这个问题所造成的太空垃圾也变成了难以解决的难题。
当前太空垃圾的来源及成因分析
太空垃圾并不是一朝一夕的问题,它是人类航天活动持续数十年的产物。
早在人类发射第一颗卫星起,太空垃圾的种子便已种下,随着卫星、空间站和火箭的增多,遗留在太空中的碎片也不断增多,形成了一个“太空垃圾场”。
这些垃圾主要来源包括废弃的卫星、火箭的分离部件以及航天器的碎片。
太空碎片按大小可以分为毫米级、厘米级和更大的物体,直径小于1厘米的碎片数量最多,但它们的威胁相对较小。
但是直径大于10厘米的碎片则是航天器的“致命杀手”,足以摧毁正常运行的卫星或空间站。
这些碎片在轨道上以每小时约28000公里的速度飞行,其撞击力相当于一辆高速行驶的汽车撞向一个坚固物体。
如此高速的碎片撞击力甚至能够引发连锁反应,导致更多的碎片产生。
这种连锁反应被称为“凯斯勒综合征”,意味着一次碰撞可能导致更多的碎片,进而威胁到更多的卫星。
如果不加以控制,轨道上的太空垃圾可能会形成一张“死亡网”,阻碍人类进一步的航天活动。
太空垃圾的危害及国际现有应对措施
太空垃圾的危害是多方面的,它对轨道上的航天器构成了严重威胁。
越来越多的卫星、空间站以及宇宙飞船因为太空垃圾的存在不得不频繁调整轨道,以避免与这些高速飞行的碎片发生碰撞。
每一次调整都意味着大量燃料的消耗和任务的延迟,增加了航天任务的成本。
一旦碎片撞击成功,后果往往是灾难性的,2019年,印度进行了一次反卫星导弹试验,击毁了一颗低轨道卫星,产生了大量碎片,这些碎片威胁到国际空间站,令世界航天机构纷纷表示担忧。
地面也并非完全安全,虽然大部分太空垃圾会在重返大气层时被烧毁,但偶尔仍有一些较大的碎片能够穿越大气层,落到地面。
之前SpaceX的一个火箭残骸便坠落在美国的一个农场中。
虽然没有造成人员伤亡,但也提醒了人们太空垃圾的潜在威胁,全球航天机构都在积极寻找解决方案,包括轨道监测、材料升级和清理太空垃圾等。
就在10月30日,我国的神舟十九号载人航天飞船刚刚升空,面对美国的卫星解体,我们的宇航员应该会使用这些办法来应对太空中的卫星碎片。
轨道监测是一项最为普遍的手段,各国通过安装地面雷达和空间望远镜,时刻监测太空垃圾的位置,以便及时调整航天器的轨道,尽量避免碰撞。
在航天器的设计中,航天工程师们也在不断改进材料,增加抗撞击的能力。
一些先进国家,如美国和我国还在试验新型清理技术。
我们已经开发出一种激光吸附技术,可以将小碎片逐渐推离轨道,避免它们对其他航天器的威胁。
还有“飞网”技术,通过一个巨大的网将碎片捕获,逐步降低其轨道,最终让它们坠入大气层中燃烧。
但是太空中的垃圾还是要及时的处理,这需要国家之间相互合作。
太空垃圾治理的国际合作与技术发展
太空垃圾问题并非一个国家可以单独解决的挑战,正因为太空是一个共同的“资源”,所以治理太空垃圾的责任也是全球性的。
联合国于2010年制定了《空间碎片减缓准则》,这是关于减少太空垃圾的最早国际文件之一。
2019年,联合国又发布了《外太空活动长期可持续性准则》,进一步规范了各国的太空活动。
虽然这些准则在道义上起到了一定作用,但由于缺乏强制性的法律效力,各国在执行中力度不一,具体效果不尽如人意。
在技术层面,多个国家正在开发应对太空垃圾的技术手段。
美国在太空清理技术上投入了大量资源,并开发出一系列清理工具和技术。
俄罗斯也在研发能够捕获并销毁太空垃圾的装置。
中国近年来也取得了显著进展,研发出机器人卫星,用于清理轨道上的大块太空垃圾。
这个“机器人卫星”就像太空中的清洁工,可以精准地锁定目标,将失效卫星或大块碎片拖入墓地轨道,避免对轨道上的其他航天器构成威胁。
那么,解决太空中的垃圾就成了当前重中之重的问题。
未来展望:从源头减少太空垃圾及全球责任共识
要彻底解决太空垃圾问题,除了事后清理,更重要的是从源头减少垃圾的产生。
各国的航天机构在设计卫星和火箭时,可以考虑让其在使用寿命结束后有能力安全返回地球,或者留在轨道上不再产生新的碎片。
一些国家的科研人员已经在设计具有自主离轨能力的卫星,当任务完成后,这些卫星会自动降低高度进入大气层燃烧殆尽,减少它们成为太空垃圾的可能性。
通过改进航天器的结构,确保其关键部件在进入大气层时彻底燃烧,也是减少地面威胁的有效手段。
从国际层面来看,制定更为详细和具强制力的国际公约,明确各国在发射和处置卫星时的义务和责任,是当务之急。
太空不应成为“法外之地”,各国在使用太空资源的同时,必须承担相应的环境责任。
国际合作是解决这一问题的关键所在,只有在全球范围内加强合作,明确太空活动的规范和标准,才能有效控制太空垃圾的增长,确保太空环境的安全和可持续发展。
结语
IS-33E卫星的解体事件再一次将太空垃圾的问题推向公众视野。
太空垃圾不仅威胁着在轨航天器的安全,也对未来的航天活动构成巨大挑战。
各国在积极采取措施的同时,也需要进一步加强合作,从源头控制太空垃圾的产生,最终实现一个干净、安全、可持续的太空环境。
我国的神舟十九号载人飞船刚刚升入太空,希望那些碎片不会对我们的宇航员以及航天任务造成什么影响。
希望我们的航天任务圆满完成,我们的宇航员能够平安健康的归来。