卫星碎片坠落地球

2011-09-25 01:00:22 来源:长江商报

长江商报消息 天上不掉馅饼,但掉下一颗卫星。

美国“高层大气研究卫星”重达6吨,因燃料不足而失控,24日坠落地球,目前地点尚在调查。

光芒四射的太空探索史反面,是一部阴暗的太空垃圾史。几十年来,各国向太空丢弃的各种垃圾不胜枚举,从罐头盒到烟头,从注油枪到太空飞行器残片,从废弃卫星到它散落的零部件,甚至还有一枚高尔夫球。本月初,美国全国研究委员会称,太空垃圾数量已达到“临界点”,可经由彼此碰撞而“自我繁殖”。

垃圾并不因为其技术含量高,就不会造成危害。就太空垃圾来说,虽然大多数都会坠向地球并在大气层中焚毁。但总有一些会在轨道中“漂泊”数年甚至数百年,使得太空垃圾圈越来越大,也变得越来越危险,有更大几率撞击航天器,威胁宇航员安全和卫星数据转播,阻碍人类未来继续探索太空。

专家已经预言,在未来几个世纪甚至更长时间里,产生于我们这个时代的太空垃圾将光临地球或冲撞航天器。

A美国卫星坠地了

加拿大人发现有残骸从天而降

据新华社电 美国国家航空航天局24日说,美国“高层大气研究卫星”残骸已经坠落至地球表面。

具体坠落地点尚不得而知。航天专家说,残骸致人死伤的可能性非常低。

坠落至地球表面

按照美国航天局的说法,这颗卫星于格林尼治时间24日3时23分至5时9分(北京时间24日11时23分至13时9分)之间经由太平洋上空进入大气层,坠落至地球表面。

不过,具体坠落时间和地点眼下无法确认。路透社报道,加拿大一些网民说,加拿大西部卡尔加里市以南的奥科托克斯镇发现残骸从天而降,可能是这颗卫星的残骸。

美国航天局先前说,坠落最后阶段,这颗“高层大气研究卫星”飞越加拿大、非洲、太平洋、大西洋和印度洋上空。

这颗卫星伸展长度10.1米,主体直径4.5米,重5.897吨,1991年由“发现”号航天飞机送入轨道。卫星携带10台科学仪器。

“高层大气研究卫星”2005年失效后燃料耗尽,“摆脱了”地面人员对它的控制,在地球吸引力作用下逐渐“靠近”地面,最终坠落。

残骸分布跨度约800公里

美国航天局估计,卫星穿越大气层后,26个残余部件将落到地球表面,最大碎片重量158公斤,总重量大约500公斤。残骸分布区域跨度大约800公里。

一些航天专家认为,残余部件可能包括钛制燃料箱、铍制作的外罩、特种钢材为原料的电池组等。

美国航天局说,坠落的卫星内没有燃料,撞击地面后不会发生爆炸。

“坠落至地面的‘高层大气研究卫星’残骸温度不会很高。距地面20英里(32.2公里)上空时,残骸温度不再上升,继而开始冷却。”卫星自身没有任何辐射性物质。不过,残骸硬度大,一些部件尖锐。

美国航天局发言人贝丝·迪基说:“从没有考虑过击落卫星的方案。”

残骸落入海洋可能性大

卫星坠落前,运行姿态不断变化,没有规律可循,很难测算坠落地点。多数专家认为,地球70%区域为海洋,因此残骸落入海洋的可能性大。

另外,卫星残骸致人伤亡的可能性很低。根据美国航天局的说法,残骸击中人的概率为三千二百分之一,“公众安全风险非常低”。

1979年,美国航天局重75吨的“天空实验室”失去控制,坠入地球,残骸坠落至澳大利亚西部,没有造成人员伤亡。2001年,俄罗斯135吨的“和平号”轨道站坠入太平洋。不过,俄罗斯航天机构引导了这次坠落。

航天专家说,太空残骸落地并不罕见。类似“高层大气研究卫星”大小的太空残骸撞击地球事件平均每年发生一次,包括火箭发射卫星后的残余部件等。

美国航天局研究太空垃圾的专家马克·马特尼直言,人类太空项目开始50年多年来,从来没有人被落地的太空残骸击中。

不过,内布拉斯加大学教授弗兰斯·范德邓克说,根据1972年一项外层空间活动的责任公约,如果残骸给某个国家造成损失,美国将不得不作出赔偿。

B 下月还有卫星撞地球

10月底德国Rosat卫星残骸将落到地球

据英国《每日电讯报》报道,德国一颗失控的巨大卫星Rosat某些部分可能会在今年10月末坠落到地球上,这颗卫星将近2.4吨重,并且据英国媒体表示,可能会有1.6吨的残骸撞击到地球表面。不过德国官员表示,不会对人类带来危险。

已在太空遨游12年

这颗卫星是德国的X射线天文卫星,重2.4吨,在制导系统出故障后于1999年报废,已在太空漫无目的地遨游了12年。据信它最早将在10月末坠往地球。

据媒体报道,至少会有30块金属碎片会坠落到地面。据媒体报道,这个卫星没有推进系统能帮助其回收,因而其坠落的地点无法得知。联合国外太空和平使用委员会的成员乔安那·威尔在接受采访的时候说:“由于太阳活动时期的不稳定,我们无法准确判断Rosat坠落的地点和时间。”

专家担心不能完全燃烧

该卫星在设计时采用了相当大量的陶瓷和玻璃,专家担心它会因为过重而在进入地球大气层时不能完全燃烧。这颗卫星是由德国公司DLR建造的,该公司网站上的信息表示:“可能会有30块碎片,合计重量1.6吨的残骸撞击到地球表面。这个卫星的X光学系统部件将会是残骸的主要部分。”

专家表示,最理想的情况是如今位于距地球370公里处的Rosat卫星在大气层中烧成灰烬或径直坠入海中。而最糟糕的情况则是该卫星有大约一半坠入地球,并以高达每小时400公里的速度击中一座较大城市,造成不可估量的破坏。

最大碎片是美卫星近3倍重

德国最初认为它将在重入大气后被完全烧毁,但当局现在称其残骸可能会撞击地球表面,而且其最大碎片将是美国坠毁卫星最大碎片的近3倍重。不过,德国航空航天中心表示,大家不必为此感到恐慌。

该中心负责人扬·瓦尔纳对《明镜》周刊记者表示:“它们击中人的可能性极小”。

编译 危凯

C “太空垃圾箱”超负荷了

已到“临界点”,垃圾随时会相撞

目前绕着地球跑的太空垃圾已满到“临界点”,随时会相撞;而一旦互撞又会制造更多碎片。对此专家表示,随着航天活动越来越多,“太空垃圾”势必不断增多,人们必须采取新办法来对付这一问题。

大碎片有1.8万个

美国国家研究委员会的研究表明,以火箭残骸、废弃卫星及其他小物件构成的太空垃圾正以28164公里的时速绕着地球满天飞,目前地球轨道上有约1000颗运转中的商用、军用、民用卫星,而太空垃圾已经到了会不停撞来撞去的地步,威胁卫星安全运行,也增加了后续空间任务的风险。

记者就此采访了著名空间问题专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩,他介绍,太空垃圾是围绕地球轨道的无用人造物体,是在人类探索宇宙的过程中,被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物,其来源有三部分,一是已退役的卫星等人造物体,如前苏联礼炮-7空间站解体后就形成了200多块大碎片;二是运载火箭残骸,如已完成任务的火箭箭体、卫星本体和火箭喷射物等,会长期逗留在太空成为太空垃圾;三是航天员不慎遗落在太空的物品,如螺母、工具等。根据太空垃圾尺寸的大小,国际上把太空垃圾分为三类:尺寸大于10厘米的为大碎片,现被监测到的大概有1.8万个;尺寸介于1至10厘米之间的为小碎片,现大概有10万个;尺寸不大于1厘米的为微小碎片, 现大概有几千万个。

尘埃都能使航天员殒命

庞之浩介绍,太空垃圾的飞行速度很高,如果撞击到航天器表面,轻者会留下凹坑,重者会穿透航天器造成部分系统功能失效,甚至会产生灾难性的后果。一个仅10克重的太空碎片的太空撞击能量,不亚于一辆以每小时100千米速度行驶的小汽车所产生的撞击能量; 一颗迎面而来的直径为0.5毫米的金属微粒,足以戳穿舱外航天服;人们肉眼无法辨别的尘埃,如油漆细屑、涂料粉末等也能使航天员殒命。

历史上曾发生过太空垃圾相撞事件,2009年2月10日,在轨正常工作的美国铱-33通信卫星与俄罗斯退役多年的宇宙-2251军用通信卫星突然在太空相撞,它不仅使铱-33通信卫星受损,还产生了大量的太空垃圾。

宇航员如何躲避太空垃圾?

庞之浩介绍,在太空中执行任务的航天员很有可能碰上太空垃圾引发危险,因此要采取措施来躲避:一是在地面监控,对体积较大的垃圾及早预防;二是要选择合适的出舱时机规避风险,此外就是在航天器和航天服的设计上尽可能考虑周全,如在航天器加上一些屏蔽罩,类似防弹衣,我们国家航天员穿的航天服就具有防微小碎片的功能。据中新社

D 太空垃圾咋扫除?

科学家设计了多种方案

激光发射器

从地面或者太空发射激光,将太空垃圾推至离地球更近的轨道,使其在地球引力作用下加速下落。但是这个创意的缺点在于:成本过高,激光发射装置非常昂贵,可以击中的目标有限。这种设备目前面临的一个障碍是国际社会禁止在空间部署激光武器。科学家说,这种太空垃圾清理系统的研制将耗资2亿美元,历时2年。

太空垃圾收集车

太空垃圾回收车能够在太空轨道指定地点上将大块太空残骸收集和封装起来,然后运送到离地球比较近的轨道上。这种垃圾收集车还可以收集整块的老火箭残体。但是此方案的问题在于成本太高,而且操作也比较复杂。

“终结绳索”

“终结绳索”是一条长度为5000米的细导线,在卫星正常运行期间,这根导线被绕成一个线圈放置在卫星内部。一旦地面指挥中心下达了卫星报废指令,“终结绳索”便会自动打开。在电离层和地球磁场的共同作用下,这条绵延达5000米的导线上可产生持续的电流。这样,地球磁场就会对其产生一种向下的拉力,牵动卫星慢慢下落。这一过程将一直持续到卫星重返大气层并完全烧毁。

这种方法可以大大加快卫星从轨道上脱离的速度,因此“终结绳索”计划获得了美国国家航空航天局和五角大楼的多笔资金支持,目前已成功进行了数次失重条件下的试验,这种技术在今后几年内就可以投入使用。

定位跟踪

目前最先进的太空垃圾定位及监视系统还是冷战时期美苏两国为监视敌方导弹进攻及间谍卫星而建造的跟踪系统。它们能探测到低轨道上10厘米大小和地球同步轨道上1米大小的碎片。

“空间工友”

由12只空间“垃圾箱”组成,在地球同步轨道上运行。当太空垃圾飞过时,它的由电脑控制的机械臂会抓住目标,放进“垃圾箱”后将其分割切碎,使其坠入地球大气层燃烧自毁。

卫星“自杀”

曾经有科学家建议给每颗卫星添加额外的燃料,在工作寿命快结束时将其推送到高轨地区,以便卫星在坠落到地面前产生高热量燃烧掉,避免对地面造成影响。但这必须有一个前提条件,即卫星上的控制系统能够正常运转。否则,卫星有可能会失去控制并最终成为低轨地区的太空垃圾。

更重要的是,添加额外燃料会使卫星成本大大提高。这种建议被许多科学家所否定。编译 危凯

◇数字

地球上空约有1000颗卫星

50多年前,苏联在人类历史上首次向太空发射“斯普特尼克”卫星;而今,地球上空运行的现役商业、军事以及民用卫星总计约达1000颗。卫星带来巨大福祉,但遗憾的是,人类以及人类制造所到之处,总会留下痕迹,留下垃圾。