自1957年發射第一顆人造地球衛星以來,人類已向太空釋放了6000多個航天器,其中大多數航天器不是香消玉殞了,就是四分五裂成為在太空游蕩的垃圾了。如何處理廢舊的航天器和太空垃圾已經成為迫在眉睫的國際難題。
廢舊的航天器分可控和不可控兩大類。對于可控的廢舊航天器,要根據軌道高低、航天器大小等采用不同的處理方式。
高軌道衛星“送上西天”
對于在地球靜止軌道運行出現故障或壽終正寢的通信衛星,一般是遙控衛星上的發動機進行變軌,使衛星飛到更高的無用軌道。其目的一是因為地球靜止軌道是非常寶貴的資源,很適合通信衛星運行,但在地球上空只有一條,最多能運行200多顆通信衛星,現已星滿為患,所以必須讓廢舊的通信衛星“騰地”;二是廢舊的通信衛星已成為空間垃圾,所以必須把它存放到一個安全位置,使它不要威脅其它的航天器。
低軌航天器區別對待
在近地軌道運行的小型航天器報廢時一般不用特別處理,因為小型航天器在再入大氣層時會被燒毀。
在近地軌道運行的大型航天器,如大型衛星或空間站報廢時,最佳處理方式是通過地面的遙控使其墜毀在無人區,因為大型航天器在再入大氣層時不能完全燒毀。
對于在近地軌道運行且失控的大型航天器,現有幾種方式:一是對特別有價值的大型航天器用航天飛機進行在軌回收,如哈勃空間望遠鏡很可能就采用這種方式,但成本極高;二是用反衛星或反導彈武器把大型航天器打碎,但能不能打碎是個問題,打碎以后造成大量的空間碎片又是一個問題,比較理想的方法是當失控航天器運行在大氣層邊緣時擊毀它,這樣所產生的碎片可較快在大氣層中燒毀,但航天器軌道越低,飛行速度越快,所以擊中的難度越大;三是通過精確跟蹤來確定大型航天器的墜落區域,以便提前疏散相關人員。
航天器也有墳場
20世紀60~70年代,蘇聯核動力雷達型海洋監視衛星曾在加拿大失控墜毀造成巨大恐慌。此后大型航天器都盡可能地通過人工控制在預定地點墜毀,以防止航天器自由墜毀時帶來災難性影響。美國“康普頓”γ射線空間望遠鏡和俄羅斯和平號空間站都是采取人工控制在預定地點墜毀的。
2001年3月22日,俄羅斯近百噸的和平號空間站就成功墜毀在南太平洋一個被稱之為“航天器墳場”的地方,這個海域之所以被稱為“航天器墳場”,是因俄羅斯通常把廢棄的宇宙飛船丟棄在此。控制航天器墜毀在預定地點的方式與衛星或飛船返回地面的方式有類似之處,主要是通過制動減速來實施。
行星探測器自殺性結局
行星探測器有時也采用人工控制撞擊所探測的星球來壯烈犧牲。比如,1999年美國月球勘探者探測器在人工控制下撞擊月球,是為了探測月球上是否有水冰;2006年歐洲智慧一號月球探測器在人工控制下撞擊月球,是為了探測月球的內部結構和組成,發揮探測器的余熱。
而有些航天器必須以“自殺”的方式結束。2003年9月21日12時49分,伽利略木星探測器在人工控制下脫離軌道,沖入木星風暴中,以大約每小時17萬千米的速度墜入木星大氣層。之所以讓伽利略木星探測器“自殺”,是因為其燃料即將用盡,在木星引力的作用下,它的運行軌道有可能發生變化,并有可能導致與木衛二相撞,將地球微生物帶至木衛二上,使木衛二受到“災難性的”污染,同時可能摧毀該星球上的“可能存在的生物”,從而降低未來對該星球研究的準確性。