新德里雄心勃勃的太空计划包括解决漂浮碎片的问题,无数碎片围绕地球运行
8月7日晚,墨尔本的夜空亮了将近一分钟,这些问题沉重地压在许多人的心头。火焰划过天空,然后变成燃烧的碎片。一声爆炸震动了地面几秒钟,引起了居民的恐慌。一天后,澳大利亚航天局证实这是太空垃圾,可能是一枚巨大的俄罗斯火箭的“残余物”,这枚火箭将一颗新的导航卫星送入了轨道。
几周前,一个六英尺高的圆柱形物体,可能是印度火箭的燃料箱,被冲到了澳大利亚珀斯以北250公里的绿头海滩。人工照明、巨大的爆炸和在那里发现的大型燃料罐重新引发了一个问题:如何在黑暗的天空中用真空吸尘器清理墓地,以保护价值数十亿美元的资产?
这些资产包括在300公里到36,000公里高度环绕地球的卫星,用于支持电信、广播、气象、民航、远程医疗、远程教育,甚至间谍活动(通过低调发射的军事卫星)。
太空垃圾外层空间包含数百颗报废的卫星,数百万颗旧卫星和火箭的碎片,甚至油漆薄片;每一颗都以令人难以置信的每秒10公里的速度在太空中疾驰,其致命的冲击力来自一个550磅的物体。美国国家航空航天局估计,大约有23,000块比垒球大的碎片,50万块弹球大小或一厘米的碎片,1亿块一毫米或更大的碎片。
太空垃圾的例子包括爱德华·希金斯·怀特在美国第一次太空行走中丢失的一只手套、迈克尔·柯林斯在双子座10号附近丢失的照相机、在STS-88、第一次航天飞机任务中丢失的隔热毯、宇航员在和平号15年生命中丢弃的垃圾袋、一把扳手和一把牙刷。
印度裔美国宇航员Sunita Williams在2007年从航天飞机上进行太空行走时丢失了她的相机,宇航员Heidemarie Stefanyshyn-Piper在次年的太空行走中丢失了一个公文包大小的工具袋。
如果你认为好莱坞电影《地心引力》(Gravity)中一艘飞船被一团太空碎片击中(杀死了乔治·克鲁尼(George Clooney)饰演的角色,并差点将桑德拉·布洛克(Sandra Bullock)放逐)是虚构的,那么想想1996年,一颗法国卫星被一枚爆炸于十年前的法国火箭击中并损坏。或者在2009年2月10日,一艘报废的俄罗斯宇宙飞船与一艘美国铱星商业飞船相撞并摧毁了它。西伯利亚北部的碰撞给现有的太空垃圾增加了2300块大的可追踪碎片和大量较小的垃圾。
2007年,中国用一枚导弹摧毁了一颗旧的气象卫星,产生了3500块大碎片,这让事情变得更糟。2016年,一块微小的碎片在欧洲航天局(ESA)观测卫星哥白尼哨兵1A的太阳能电池板上打了一个洞。甚至哈勃望远镜的太阳能电池板也显示出数百个由尘埃大小的碎片造成的小洞。
总部设在巴黎的国际空间法研究所(IISL)的名誉主任和前副主席、印度空间研究组织(ISRO)的前高级科学家K . R . Sridhara mur thy告诉RT
这是因为大量私营公司——SpaceX、OneWeb、亚马逊Kuiper、郭旺(中国)、三星(韩国)和Astrome Tech(印度)——计划在十年内增加75,000颗卫星,以提供全球通信网络(超高速互联网服务)和自动识别系统(AIS)来跟踪船只(包括海盗的船只)以及其他好处。
虽然比传统卫星小,但它们将拥挤在离地面约400公里的低地球轨道(LEO ),并使这个领域的数量增加一倍。“越来越多的公司加入了将卫星送入轨道的竞争,因为卫星发射的经济效益正在发生巨大变化,这是由于将卫星送入轨道的成本降低和可重复使用火箭的部署。”穆尔蒂补充道。
自律的需要各国并没有忽视太空垃圾的危害。美国和前苏联使用一系列雷达跟踪冷战时期测量4英寸或更大的物体。美国宇航局和美国国防部的太空监视网络(SSN)已经编目了超过27,000块碎片,并跟踪每块碎片的轨迹。
不足为奇的是,包括印度在内的雄心勃勃的太空国家正在建立设施来跟踪日益增多的垃圾。
“印度的月球人”、ISRO本加卢鲁U R Rao教授卫星中心前主任米尔斯瓦米·安纳杜莱博士告诉RT,为了防止碎片对任务造成灾难性影响,即使是火箭进入太空的旅程也要推迟几分钟,这就可以衡量跟踪的重要性。他说,ISRO为了避免一块太空垃圾,三次推迟了火箭的发射:2011年和2016年推迟了一分钟的发射,2014年推迟了三分钟。
所有空间机构都认识到在外层空间实行自律的必要性,并且在退役一颗旧的和失效的卫星时,尽量不干扰其他卫星的运行。“例如,我们(ISRO)去年在船上燃料的帮助下,在没有对任何其他卫星造成损害的情况下,使Megha-Tropiques(一颗由ISRO和CNES联合设计并于2011年发射的卫星,用于研究气候变化背景下的热带大气)着陆,”饶说。
上个月,印度太空科学家降低了极地卫星运载火箭(PSLV)火箭最后一级的高度,作为其避免产生更多太空垃圾的举措的一部分。“单独留在536公里的环形轨道上,PSLV4级将围绕地球运行25年以上。由于低地球轨道上的卫星数量不断增加,而且围绕这一轨道的空间特别令人感兴趣,报废的PSLV4的轨道减少到300公里ISRO的发言人说。
“每个人都想清除外层空间的碎片,但如何做到这一点是一个十亿美元的问题,”ISRO前董事长K Sivan向RT解释道“我们是机构间空间碎片协调委员会(IADC)的成员。这一国际政府论坛通过分享研究成果和确定减少碎片的备选方案,协调减少碎片的全球努力。”
当Sivan掌舵时,ISRO在Bengaluru郊区的深空网络站建立了一个雷达,作为一个名为“Nethra”的项目的一部分,以跟踪外层空间的垃圾,并与其他太空机构共享数据。早些时候,ISRO在奥里萨邦东海岸附近的斯里哈里科塔的萨迪什·达万航天中心建立了多目标跟踪雷达,以跟踪10块太空垃圾的轨迹,并与IADC共享数据。
根据西万的前任戈帕兰·马德哈万·奈尔的说法,选项包括防止新的碎片,设计卫星以承受较小碎片的撞击,以及改进程序,如使用垃圾较少的轨道。
“早些时候,我们曾经允许我们的PSLV火箭的最后一级,连同一些燃料,在发射卫星后漂走,但现在我们确保燃料(推进剂)耗尽,以防止最后一级爆炸,或用于推动最后一级更接近地球。最终,末级将进一步向下漂移,并在重返地球大气层时燃烧,”他说,暗指最近的调动。
清理工作2018年,联合国裁军研究所(UNDIR)提出了三项防止外层空间垃圾的A-SAT(反卫星)测试准则。然而,航天国家之间还没有就这些政策达成共识。
为了减轻外层空间大量垃圾的危害,日本航天局JAXA启动了一个项目,开发一种类似渔民使用的大网,用来捕获和拖下垃圾。许多私营公司正在研究类似的方法,通过运作运走垃圾,这可以为他们带来数百万美元。
欧空局已经与由瑞典初创公司ClearSpace牵头的财团合作,清除低地球轨道上所有欧空局拥有的失效卫星。他们的任务ClearSpace1将于2025年发射,在2013年欧空局Vega发射器第二次飞行后,捕获一个100公斤的上面级左轨道。在后续任务中,欧空局将尝试多物体捕捉。
其他太空机构和私营企业也可以效仿,各自用独特的技术在2050年前减少外层空间的垃圾。然而,太空科学家认为,也应该开发新的卫星观测方法,来预测轨道卫星和碎片的轨迹,以避免碰撞。