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太空垃圾碎片已经非常多了,怎样才能减少太空垃圾的产生?

太空垃圾已经成为太空任务必须考虑的干扰因素,随着越来越多的卫星进入地球轨道,太空垃圾碎片、历史失联卫星,开始频繁影响正常卫星和空间站。

国际空间站需要时刻监测地球轨道上的碎片,同时对国际空间站的位置进行微调,从而减少撞击威胁,而国际空间站上的宇航员,也会定期进行撞击转移训练,以便应对严重的撞击事件。

卫星撞击事件也已经在太空屡见不鲜,中国云海1号02星,就遭受太空垃圾的撞击,出现了长时间的失联。

如何减少太空垃圾的产生

太空垃圾的产生,主要有两个原因――一个是火箭发射过程中留下的废弃物,另一个则是卫星失联、解体产生的人造碎片。

运载火箭在运输卫星或探测器的过程中,自身会出现轻微的解体现象,从而在太空留下太空垃圾,而部分火箭残骸,也会留在太空,从而增加太空垃圾的数量。

而在太空中,古老的卫星往往使用电池供电,当电池电量用尽,就会成为失联的太空卫星,变成地球轨道上的一块巨大的太空垃圾;卫星出现故障,发生自行解体,也会产生很多太空垃圾。

减少太空垃圾的产生,首先需要减少太空任务留下的人造物品,可回收火箭就是很好的选择方案。SpaceX目前研发的超级重型运载火箭“星舰”,就是垂直起飞的可回收火箭,通过地面回收系统和机身回收的方式,可以最大限度降低残留在太空的部分。

但是可回收火箭目前面临很多技术难关,星舰原型机的测试也经常出现爆炸,人类想要得到完全回收的运载火箭,还需要很长一段时间的研发。

减少卫星失联、解体所产生的太空垃圾,最主要的方式就是为卫星提供“自毁程序”。

目前太空卫星基本都使用太阳能光伏板供电,能够长时间工作,保持稳定的电量供应,因此很多卫星都可以在太空短暂移动,对自身轨道进行微调。

如果卫星出现严重故障,即将发生解体,地面控制中心可以主动将卫星脱离轨道,让卫星坠入地球,利用地球大气层直接销毁卫星,避免产生太空垃圾。

如何减少已经存在的太空垃圾:

根据科学家的计算,目前地球轨道大约存在9300吨太空垃圾,这些太空垃圾不仅仅对轨道卫星、空间站构成威胁,大量的太空垃圾也在影响地球天文观测。

减少地球轨道上的太空垃圾,是必须完成的任务之一,未来人类将发射更多的卫星,而太空垃圾会让地球轨道更加拥挤,也更加危险。

目前清理太空垃圾最为可行的方式,就是将太空垃圾推到地球轨道之外,或者将太空垃圾拉回到地球大气层内。

如果利用太空垃圾处理器,将处理器发射到太空干涉太空垃圾,这会导致太空垃圾的处理成本非常高,并且所有设备很难进行回收。因此很多科学家建议,可以利用太空碳纤维网,大面积处理太空垃圾。

科学家认为可以将碳纤维网发射到太空,将太空垃圾集中到网内,碳纤维网可以发挥太阳帆的效果,不需要提供任何燃料动力,就可以将网内的垃圾推到地球轨道之外。

除了使用直接干涉的方式处理太空垃圾,科学家认为也可以使用磁场和电流影响太空垃圾――通过卫星组网,在近地轨道形成电流,利用地球磁场,让轨道范围内的所有卫星、太空垃圾减速,进而坠落到地球大气层销毁。

这种方式虽然可行,但是卫星组网的发射,会在短时间内急剧增加轨道的拥挤度,任务或许没有完成,就会导致大面积的撞击现象发生。

总结:

太空垃圾数量的增加,对于轨道环境的影响非常大,目前地球轨道上有超过100万块人造太空垃圾,而处于人类监视状态的太空垃圾,仅仅有10万块左右,绝大多数的太空垃圾,对于人类来说都是“隐身”的威胁。

处于监视状态的太空垃圾,卫星可以及时作出反应,但是绝大多数的撞击威胁,都需要临时发现,如果无法及时发现,就会导致严重后果。国际空间站虽然受到24小时的监视保护,但也受到过多次太空垃圾撞击,幸运的是,绝大多数的撞击都发生在太阳能电池板上,最近的一次撞击,对国际空间站的机械臂造成了损坏。

太空垃圾,不仅仅会产生撞击,而且会形成连锁反应,快速摧毁大量卫星,因此处理太空垃圾,是人类的责任,我们也需要为后代留下可利用的地球轨道。