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超过1亿件这样的垃圾该如何清理?用“渔网”还是“鱼叉”?

“导弹击中的残片引起连锁反应

撞击到其他卫星形成更多残片

正以超过子弹的速度

向你们的轨道飞去”

……

这是电影《地心引力》中的片段,三名宇航员在太空执行修复哈勃太空望远镜的任务过程中,遭遇到太空碎片袭击。尽管电影是虚构的,但导致事故发生的“太空碎片”却是真实存在的。

目前,太空碎片已有大约7500吨,且还在以惊人的速度增长。美国航空航天局估计,地球轨道上太空碎片的数量至少有1亿件,移动速度可达每小时28000公里。足以损坏卫星或火箭。

二十一万亿分之一的“天外来客”

北京时间4月2日8时15分左右,“天宫一号”目标飞行器再次进入大气层,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。对于太空碎片坠落时是否会造成灾难的疑虑,专家表示地球上的人被太空碎片击中的概率大约是二十一万亿分之一。

尽管概率很低,但是却曾经真实发生过。2009年夏天,英国亨伯赛德郡的一对老夫妇,就被这样一个突如其来的“天外来客”打破了宁静的生活。

他们在家中听到巨大的响声从屋顶传来,随后发现屋顶有个大洞。而在地板的角落里,他们发现了一块重1.8公斤的、有些烫手的铁块。4个月后,调查人员得出结论,该铁块正是一块太空碎片。

太空碎片多为各种零件和撞击残骸

那么,太空碎片到底是如何产生的呢?这要追溯到1957年10月4日,苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”。它不仅标志着太空时代的开始,同时也成为太空“白色污染”的开始。

太空垃圾的产生方式分为两种:一类是来自宇航员不慎遗落在太空的各种零件和生活垃圾;另一类是由卫星、火箭等航天器相互撞击后产生的残骸。

伦敦大学学院讲师斯图尔特·格雷在一次演讲中以非常直观的动画展示了,从1957年人类发射第一颗人造卫星,到2016年近60年间太空垃圾的增长情况。随着绕地球轨道运行的太空碎片数量逐年增加,从卫星到宇航员,都受到它们的威胁。

“回收”太空垃圾:用网捕获、用叉拖回

4月2日,一枚“猎鹰9”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心起飞前往国际空间站。火箭上搭载着一颗名为“清除太空碎片”的卫星平台。

当卫星与国际空间站对接后,空间站内的航天员会通过空间站内部的运输带,将其送到“日本模块”中的气闸部署,然后由机器人手臂释放到太空,开始执行清理太空垃圾的测试任务。

测试任务预计将在今年5月下旬开启。届时,将测试两种清除太空垃圾的方式。

方式一:用网捕获

卫星发射出一块太空垃圾,再发射出捕捉网以测试其有效性。

意大利太空专家 拉瓦尼亚:

我们的想法是,模仿渔民海上捕捞的做法,准备一张大的特殊渔网,跟那些漂浮的太空垃圾和废弃卫星保持一定的距离,然后把渔网从远处抛下去,紧接着收紧绳索,把太空垃圾包裹起来。

方式二:用鱼叉拖回

卫星发射出一块太空垃圾,再发射鱼叉将其击中拖回,以测试它的准确性。

对于如何保证不会在操作过程中进一步破损成更多碎片,空中客车高级项目工程师韦曼表示,他们设计了一种抛出的装置,可以把垃圾拖回轨道,等垃圾进入大气层后自行焚毁。

清理太空垃圾 多国“各显神通”

此外,为了清理这些垃圾,各国研究人员想出了很多办法。

欧洲航天局研制出一种可以捕捉较大太空垃圾的机械臂。

欧洲航天局工程师 费尔南德斯:

我们使用安装在较小的机器手臂上的相机来模拟再现卫星周围的运动状况,这些卫星就是我们想要处理或捕捉的目标卫星。

日本宇宙航空研究开发机构则联合一家拥有百年传统技术的渔网制造商,共同打造出一个巨型“磁网”。“磁网”由强韧而有弹性的金属纤维制成,长300米,宽30厘米,可产生一个磁场,吸引地球轨道上的一些太空碎片。 

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