搜狐彩票博客:誰是太空垃圾的“清道夫”

來源:解放軍報作者:左曉勇 張璦敏責任編輯:伍行健
2019-06-14 03:23

搜狐彩票3d试机号 www.ymwyke.tw 人類在征服太空的同時,也在地球軌道上留下了大量報廢的航天器,產生了一批批無人問津的“太空垃圾”。數據顯示,目前已有超過60萬塊大于1厘米的“太空垃圾”在地球軌道上游離,更小體積的碎片則數不勝數。如何清理這些太空垃圾,成為航空航天研究領域的當務之急。

不久前,歐洲“太空碎片移除”項目組成功完成了世界上首次“魚叉捕獲”太空碎片的在軌試驗,這意味著人類將可以使用航天器發射“魚叉”和“漁網”來清理太空垃圾。事實上,近年來科學家進行過不少清理太空垃圾的大膽嘗試,開啟了“空間大掃除”的奇思妙想。請看——

防不勝防的“太空殺手”

太空垃圾是指宇宙空間中除正在工作著的航天器以外的人造物體,廢棄的助推器、退役的衛星、飛船殘骸、航天器表面脫落物、陶瓷碎片、遺失的手套甚至是航天器泄漏的油漆、液滴,都可以算作是太空垃圾。

2009年2月10日,執行電話中繼任務的美國“銥星-33”號通信衛星,在太空中偶遇退役多時的俄羅斯“宇宙-2251”號通信衛星?!耙啃?33”與這枚已經成為“僵尸”的航天器相撞,立刻粉身碎骨,直接分解成大約2100塊碎片。

可別以為這些太空碎片對航空航天行動的影響微不足道,如今它們正成為防不勝防的“太空殺手”。

根據歐洲太空總署的估算,那些高度位于300-450公里近地軌道上的太空垃圾時速高達28800千米,位于36000公里地球靜止軌道上的垃圾時速也達到了10800千米。這就意味著,僅一塊直徑10厘米高速飛行的碎片就可以輕易摧毀飛行器,對衛星、國際空間站、載人飛船造成致命威脅。此前,國際空間站就曾出現過為躲避太空垃圾,宇航員緊急轉移到載人飛船中的場景。

太空垃圾不僅不會自生自滅,而且還會“繁衍生息”??蘋玫纈啊兜匭囊Α分芯馱魷止庋某【埃閡幻度嗽煳佬竊讜饈艿嫉骱?,形成了不斷擴大的太空碎片云團。事實上,太空垃圾在空中相互碰撞后,會產生更多的碎片,而新的碎片又會將這一擴散過程持續進行下去,這就是所謂的“凱斯勒現象”??梢韻胂?,如果我們再不對太空垃圾加以控制,未來的太空極有可能被這些垃圾覆蓋。

奇思妙想的“空間大掃除”

清理太空垃圾的前提條件是對太空垃圾形成準確的感知??蒲Ъ以詮士占湔舊習滄傲艘桓鎏厥獯釁?,用以記錄空間站被微小太空垃圾擊中的次數。目前,國際空間站持續跟蹤著約2萬個直徑10厘米左右的太空碎片,但據估計仍有成千上萬個微小碎片沒有被探測到。

在精準感知太空態勢的基礎上,人們開啟了“空間大掃除”的奇思妙想。歐洲此次實施的“魚叉捕獲”試驗,正是“太空碎片移除”項目的第三項試驗任務。試驗衛星裝有“魚叉”等任務載荷,在試驗中用倒刺鉤住了目標,成功將太空垃圾“收入囊中”。此前,“太空碎片移除”項目組于2018年完成了首次飛網抓捕立方星的在軌試驗。下一步,該項目還計劃開展拖曳帆試驗,試驗衛星將通過拖曳帆帶動被捕獲的模擬太空碎片拖離軌道。

與太空碎片移除有異曲同工之妙的,還有日本“電動系繩”方案。其原理是通過太空“放風箏”的方法,在飛船上攜帶700米長的電動系繩,在太空中鎖定并抓取太空垃圾,最后拖曳著太空垃圾進入地球大氣層燒毀。

日本工程師研發的具有清掃功能的自主機器人衛星,有望成為第一個太空垃圾“清掃工”,它能夠利用地球磁場產生的電能吸引地球軌道上的碎片。2020年開始,歐洲科學機構將推出各種服務型太空機器人,用于延長通信衛星的壽命,并可拾取廢棄衛星等太空垃圾。此外,瑞士研究人員正計劃為衛星配備一個圓錐形的探頭,用以推動太空垃圾改變原來的軌道。

警惕潛在的空天對抗

事實上,太空垃圾清理不僅是一般技術難題,同時也是關乎國家空天安全的戰略問題。用來移除太空碎片的技術,很容易就能用來捕獲正常運行的衛星。未來這些技術一旦發展成熟,在成為太空垃圾“清道夫”的同時,也不可避免地會成為空天對抗的武器。

正是看到了太空垃圾清理技術在未來空天對抗中所蘊含的巨大軍事價值,各國軍隊大力加強對這一技術的研究。

目前,利用激光技術進行太空垃圾清理成為國際研究的熱點。歐洲早在2011年就開始實施“激光移除太空垃圾碎片”項目。俄羅斯國家航空航天局正在研制一種威力強大的激光炮,能通過聚焦強激光束使太空垃圾直接汽化。日本研究人員也提出了在航天器上加裝光纖激光器方案,通過發射強大的激光脈沖,將太空垃圾打入地球大氣層中燒毀。

除了激光技術之外,天基操控技術也是未來實施太空垃圾清理的關鍵技術。利用天基操控技術實施空天對抗的方式主要有以下幾種:

一是欺騙。通過捕獲或碰撞等方式將太空碎片移動到己方衛星、空間站等航天器周圍,干擾、欺騙對方可能對其實施的空天攻擊。

二是威懾。通過開展太空垃圾清理技術試驗,捕獲太空碎片或微小衛星,展示其實施太空攻擊的能力。必要時,直接變軌機動到對方衛星軌道附近,對廢舊衛星或較大的太空碎片實施抓捕切割。

三是直接攻擊。利用太空垃圾清理技術實施太空攻擊,主要方式包括:利用機械臂、飛網、系繩等工具對衛星等航天器實施直接捕獲;發射捕獲裝置,將衛星等航天器直接拖入大氣層焚毀;操控太空碎片直接撞擊對方衛星等航天器,使其功能受損或被摧毀。

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