我国空间碎片
监测系统待建
中国空间技术研究院副院长、空间碎片行动计划首席专家李明透露,我国自2000年起启动了“空间碎片行动计划”,目前国内已确定了以数据库为载体的“空间碎片探测预警工程”、以防护设计专家系统为载体的“空间碎片防护工程”和以空间碎片减缓设计标准为载体的“空间环境保护工程”的三大主题工程。
李明表示,目前,中国空间碎片撞击风险评估研究已处于国际先进水平,自主开发的空间碎片防护设计系统不仅具有风险评估的功能,而且在防护结构优化方面居于领先,并逐渐拓展至布局优化领域,已用于中国载人航天器防护结构设计。
“在相关研究的基础上,中国建立了空间碎片监测网,形成了对空间碎片的常规预警机制。”李明介绍,2007年10月,空间碎片监测网成功为嫦娥一号安全飞行提供了空间碎片碰撞预警服务,累计跟踪观测了1551个碎片;2008年3月,成功为神舟七号安全飞行提供了空间碎片碰撞预警服务,完成了相关碎片筛选、监测与轨道测定。
李明介绍,我国还对鑫诺二号卫星和寿命末期的风云二号B、风云二号A卫星进行了离轨处置,开创了中国地球静止轨道卫星任务后离轨处置操作的先河,得到国际“机构间空间碎片协调委员会”各成员国的高度评价。
但目前,我国研究,主要参考的是北美防空司令部(NORAD)定期公布的两行轨道(TLE)数据。为此,国家天文台空间碎片研究和应用中心在一篇报告中提出,“为摆脱依赖国外轨道数据的窘境,还是应该抓紧建立自己的空间碎片监测系统。”
各国采取行动
清扫太空垃圾
随着报废卫星数量的逐渐增多,轨道碎片数量以每年2%的速度递增。太空适合航天器安全工作的空间越来越有限,这么下去,到2300年,地球将被严密包围,任何东西都别想进入太空轨道了。怎样对付这些游荡在太空的幽灵?各国科研人员可谓使尽了浑身解数。
机构间空间碎片协调小组制定了《空间碎片减缓指南》,指出了减少空间碎片的三种方法:对航天器和火箭采取钝化措施,减缓碎片的产生;设立“垃圾轨道”,腾出有价值的轨道空间,减少空间碎片对航天器的危害。清除碎片是减少空间碎片的根本方法,但经济上难以实施。
欧洲空间局委托德国不伦瑞克技术大学开发了一种模拟程序,用统计学的分析给出了碎片可能碰撞的速度、大小和方向。当不可避免的轨道碎片与防护屏发生碰撞时,防护屏被击碎,同时太空垃圾也被撞碎变成粉末,从而减弱对航天器的威胁。
俄罗斯国家航空系统科研所更进一步,把航天器防护屏幕做成了网状,并在防护屏外涂了一层特殊材料。当碎片与其发生碰撞时,碰撞产生的能量能与太空垃圾发生爆炸式的化学反应,促进碎片变成粉末。
这些技术只是尽量减少太空垃圾的危害,最彻底的办法是将太空垃圾全部回收。国外正设计专门清理各种“太空垃圾”的“太空清洁车”,它是一种特殊飞船,在飞船外装有一个网状或机器触角状的特殊设备,可以捕获太空垃圾而保证自身不受伤害。
据国外媒体报道,2011年1月9日报道,NASA已经开始一项名为“有效碎片清除”的长期项目,该项目将致力于从高地球轨道清除太空中的大型轨道垃圾。
目前,各航天大国都已经认识到空间碎片是一项既涉及世界各国的利益,也是需要世界各国联合行动才能解决的问题。
十大“太空肇事案”
1太空实验室垂直落下
1979年7月11日,重77吨的美国空间站太空实验室因意外事故停止服役。大块的残骸像雨点般落在了印度洋东南部至居民稀少的澳大利亚西部之间。
2最重的太空垃圾
俄罗斯“和平”号空间站服役15年后于2001年3月23日坠入地球大气层。重达286600磅的空间站是迄今为止地球轨道中最重的物体,有1500个残骸碎片落在地球表面。
3音速坠落
经过为期9年51658次地球轨道飞行,2000年6月4日,康卜吞伽玛射线观测器由于陀螺仪故障,故意安排脱离运行轨道,它的太阳能板和天线首先脱离,其他的部件很可能在高速穿越大气层时被融化。
4“哥伦比亚”号航天飞机残骸
2003年2月1日,美国宇航局“哥伦比亚”号航天飞机返回地球时出现故障,导致机身爆炸碎裂,7名宇航员身亡。航天飞机数以千计的残骸散落在美国2.8万平方英里上。
5太空飞船部件坠落
1966年3月,巴西里约内格罗发现了太空飞船残骸,这些金属部件经鉴别是来自土星发展测试卫星(SA-5)的一级推进器,该太空飞船是于1964年发射的,1966年4月30日从外太空进入地球大气层。
6沙漠坠落物
2001年1月21日,德尔塔2型火箭第三级火箭PAM-D从外太空进入地球大气层最终坠落在中东地区,154磅重的钛质发动机外壳坠落在沙特阿拉伯,而其他的钛质压力箱坠落在德克萨斯州,主推进罐坠落在德克萨斯州乔治敦附近。
7有害物质坠落
前苏联海军机密级宇宙954人造卫星,发射于1977年9月18日,在太空盘旋失控,间谍雷达天线与卫星上的核反应堆发生撞击,使得1978年1月24日,最终卫星的残骸落在了加拿大北极圈的冰冻地带上。
8神秘太空球
上世纪60年代,澳大利亚出现多起神秘事件,一些人猜测当时发现的神秘外太空球体可能与UFO事件有关。据称,在澳大利亚西部梅克诺卡地区发现了一个钛质金属球,之后这个金属球体被证实只是双子座4号太空飞船的饮水箱。
9火箭残骸击中人
1997年1月,美国俄克拉荷马州特利地区一位女子被一个轻重量烧焦织物材料击中头部,庆幸的是并未受伤。之后该太空垃圾经鉴别之后是来自德尔塔2型火箭的残骸。
10USA-193间谍卫星
2008年2月20日,美国海军拦截击落了美国USA-193间谍卫星,据许多业余天文学爱好者称,该间谍卫星残骸落在了美国和加拿大的西北部。
●南方日报记者 李秀婷
实习生 李碧娇