至少57块碎片!美国卫星突然解体,神十八还没返航,航天员怎么办

老张聊养护 2024-10-31 13:41:10

10月19日由美国波音公司制造的IS-33卫星出现了爆炸解体的情况,被追踪到的碎片达到了57块。

一下子产生了如此多的太空碎片,对于在地外轨道中运行的数百颗卫星造成了严重威胁。

而我们的神十八还未返航,航天员该怎么办。

虽然各国以及相关国际机构都对此事件持续进行了追踪,但是在短短的十多天内根本无法检查到具体这是什么原因造成的,只能通过漫长的调查分析才能得出结果。

这不由让我们感到担忧,到底这些碎片从何而来,又该如何治理呢?我们现在有没有反制的手段来保护我们航天员的安全呢?

一、空间碎片的主要来源

空间碎片,被界定为各类无用的人造物体,涵盖正绕地球运转以及再入大气层的碎片,不仅毫无用处,还可能带来诸多隐患。

在近地空间中,除了毫米级以外,这些碎片比天然流星体更为重要,在一些轨道区域流星体占优势。

常规地面雷达和光学测量跟踪和观测低轨道大于5-10厘米,高度大于0.3-1.0米的物体。

一些专门的传感器也可能检测低至厘米尺寸的物体,但这些物体通常不能在目录中维护或与特定的启动事件相关。

通常在1毫米以下的更小碎片的存在可以从返回的航天器上的撞击坑或专用的原位撞击检测器推断出来。

在低轨道的典型碰撞速度为10 km / s时,毫米级物体的撞击可能会造成局部损坏或使运行卫星的子系统失效。

与大于1厘米的碎片碰撞可能会使运行中的卫星失效,或者可能导致卫星或火箭箭体破裂。

而大于10厘米的碎片所造成的影响可能导致灾难性的破裂:航天器的完全破坏和碎片云的产生。

由碰撞产生的碎片可以导致连锁反应,即“凯斯勒综合征”,其中物体之间的每次碰撞产生更多空间碎片,这增加了进一步碰撞的可能性。

大型碎片物体(如卫星、火箭末子级及大块碎片)若以失控之态重回大气层,便可能坠地,给人群带来风险。

本次事件中的通讯卫星的具体原因还在调查中,但是该卫星的制造商波音公司近些年来产出的卫星也有过出现过同样的损毁情况。

例如在2019年,仅仅工作了不到三年时间的IS-29E卫星就出现了同样的损毁情况。

当时调查出的结果为星体撞击或者太阳活动引发的线路故障,但具体是如何影响的并没有切实的数据来证明。

如今发射火箭的成本越来越低,各国除了官方机构以外,不少民营企业也都有了发射火箭的技术和能力。

例如美国马斯克经营的SpaceX就是民营企业中的翘楚,他们研发的龙飞船已经与包括美国在内的很多国家达成了合作。

但是也正是因为有大量的卫星进入地外空间,出现故障或者被废弃的太空垃圾不但会对我们地外探测工作带来不可预知的风险,也对我们这些普通民众的日常生活带来未知的危险。

二、太空垃圾的危害

其实漂浮在地外的那些垃圾,本身没有任何的动力系统的助力,将会不断地向下降落,最终会掉入我们的大气层之中。

这时因为有我们的地心引力的影响,他们的坠落速度不断在加快。

这时产生的剧烈摩擦会燃烧这些物体,很多太空垃圾其实在坠落地面之前就燃烧殆尽了。

但如果这些物体的体积太大,那么就会出现无法完全燃烧的情况。

未烧完的碎片就会掉落到我们的陆地或者大海中,这种低风险的事件一旦发生,所造成的后果不堪设想。

2022年8月3日,英媒《卫报》报道称澳航空局公布了一则消息,这段时间他们境内发现了的多个“空间碎片”来自于SpaceX公司,其中一块碎片还击中了座农场。

今年的3月份,美国佛罗里达州的一栋民居的屋顶被“天外来物”砸穿,虽然该事故并没有造成人员伤亡,但该事件引发了当地民众们的担忧。

NASA在调查了一个月时间后,于4月15日公布了调查结果。

称是3年前一位内部员工操纵国际空间站的机械臂,将一块货运托板抛弃到了太空之中。

当时工作人员操作时,认为该托板会在三年后的3月份进入我们的大气层,并在大气层中完全烧毁。

但谁知道未燃烧殆尽的碎片居然穿过了大气层,最终砸穿了这户人家的房子。

如今全球已经开展了数千次太空空间任务,太空中因此遗留了大量的垃圾。

虽然有专家们分析这种“飞来横祸”出现的概率很低,但是如果一旦发生在高密度的城市中心或者与飞行中的客机发生碰撞,那么造成的损失将是无法估量的。

除此以外,对于各国正常运转的在轨航天器将产生重大的威胁。

我们的神十八还没返航,这些碎片将对我们的神十八以及数百颗正在运营中的卫星构成致命威胁。

虽然这里提到有致命威胁,但实际上并非瞬发的危险,并且我们其实有不少办法可以解决这个问题。

其实这颗卫星解体的轨道与我们的宇航员所在的轨道距离较远,而这些碎片要经过数年甚至数十年才会坠落到我们经常活动的轨道。

而且我们的空间站作为宇航员的太空庇护所,在设计之初就考虑到了这些风险。

所以本身就具备较强的预警与防护能力,可以为我们宇航员在外太空提供安全保障。

另外我们的地面预备防范工作,要知道自从我们开启了载人航天时代后,就在每次发射航天飞船时,都做好预备措施。

即我们的发射基地一直准备着备用的载人飞船时刻待命。

如果发现宇航员遭遇太空危险,那么就及时发射我们的备用飞船,尽快将我们的宇航员带回地球。

本次风险对于我们在神十八内的宇航员造成的威胁大概率可以规避,但是对于我们以及其他国家日后发射火箭增加了不少难度。

美国的《新闻周刊》在报道中指出,本次事件或将引发连锁的卫星碰撞反应。

这会让原本就危机重重的地外轨道中剧增更多的垃圾,日后发射火箭的难度将会升级。

为了我们的“星辰大海”梦想,清理太空垃圾的任务已经迫在眉睫。

针对这些太空垃圾进行低成本的高效的清理行动,是各国主要的研发的技术方向。

三、共建良好太空环境

2010年的时候,联合国颁布了《空间碎片减缓准则》,该准则中表示返回地球的航天器并不会给地面上的人类社会造成过度的风险,但是没有出台任何相关界定数值来对此进行规范。

随着航天事业的不断发展,2018年的时候联合国颁布了《外太空活动长期可持续性准则》,该准则呼吁各国要积极处理和应对太空垃圾带来的风险,但是具体如何处理并未做规范说明。

现在国际通用的处理办法一共有四种,分别是:利用监测技术进行规避,利用模型运算进行预防,对航天器材料进行升级来预防以及最后的及时清理。

第一种规避,是利用高科技的轨道监测技术,提前知道太空垃圾的位置,让我们的航天器绕道而行,尽量避免撞上他们。

第二种预防模式,是针对那些已经接近使用寿命末期的卫星进行离轨操作。

让他们提前主动降低轨道,从而能尽快通过大气层返回地球,方便相关部门进行回收。

第三种是防护措施,这种就是给航天器套上更能“抗撞”的“外衣”,这样就能抵御那些空间垃圾的撞击。

第四就是及时清理,需要利用特定的技术将那些轨道中的垃圾带入大气层,从而进行烧毁。

如今全球已经有30多个国家建立起了太空法律体系。

我们虽然也积极响应清理太空碎片的号召,但此前在该领域中的核心探测技术是我们的短板,很难单独开展太空治理行动。

不过我们现在常用的是两种技术,一种是利用电磁场来吸引垃圾的激光技术,一种是利用飞网进行收集,收集完成后会拖入“墓地轨道”进行处理。

2022年,我们的实践21号卫星成功捕捉寿命殆尽的北斗二号卫星,将这个失效卫星成功拖入“墓地轨道”,完成任务后这个我们自主研发的“太空清道夫”便回到了禁止轨道待命。

当时这一事件引发了国际各界的关注,不少媒体争相报道我们的这个卫星的清理过程,认为我们现在已经在该领域与美国平分秋色。

现在关于使用什么方式来实现与失效卫星进行对接仍不清楚,但是总体来说我们这个技术肯定发展前景更为广阔。

因为这不仅仅能处理时效卫星,在未来很有可能回对正在运行状态的卫星提供服务,以此来延长卫星的服役寿命。

这无疑将会给航天事业的发展带来极大的进步。

更有一些专家认为,这种技术在太空军事领域更为关键。

因为一旦到了紧急时刻,随时可以捕捉敌方的卫星,阻断他们的卫星系统。

如今我们在太空领域的发展取得了长足的进步,本次美国卫星分解的事件虽然对我们有一定的影响,但是我们还有这些手段提前处理可能出现的危机。

相信神十八的航天员们肯定能顺利返航,之后发射的神十九也将顺利抵达空间站,继续我们的太空探索之旅!

结语

希望国际相关组织能尽快出台相关的规范,从而可以让各国在研究的时候,尽量减少制造不必要产生的太空垃圾。

因为这些太空垃圾确实给我们通往星辰大海的探索带来了未知的风险。

各国都要在清理太空垃圾方面多做努力,才能让我们的航天事业可持续的发展!

参考信息:

《美国波音卫星解体威胁中国在轨卫星,“很难评估有多糟糕”》2024-10-25 16:53:14来源:观察者网

https://www.guancha.cn/internation/2024_10_25_753061_2.shtml

《波音制造的IS-33E卫星在地球静止轨道解体,产生至少57块碎片》2024-10-22 20:08:35来源:观察者网

https://www.guancha.cn/internation/2024_10_22_752675.shtml

《涨知识|世界最大垃圾场就在我们头顶?空间碎片数量过亿》2021-11-01 09:19来源:澎湃新闻·澎湃号·政务

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