于海琴
前不久,美國(guó)一顆通信衛(wèi)星與俄羅斯一顆已經(jīng)報(bào)廢的衛(wèi)星在太空中相撞。衛(wèi)星撞擊事件產(chǎn)生了大量太空垃圾,可能會(huì)對(duì)國(guó)際空間站安全造成威脅。目前,科學(xué)家正在探討有效清理太空垃圾的方法,以防類似事件再次發(fā)生。
移送“軌道墓地”
專家建議,人造衛(wèi)星報(bào)廢后,可以將其移送至“軌道墓地”,使其自行終結(jié)。當(dāng)太空垃圾清理人員探測(cè)到處于太空漂浮狀態(tài)的人造衛(wèi)星存在無(wú)法復(fù)原的故障后,可點(diǎn)燃基本功能仍然保持正常的衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī),使人造衛(wèi)星抵達(dá)被稱為“軌道墓地”的太空區(qū)域。該太空區(qū)域一般位于人造衛(wèi)星最初飛行平面的數(shù)百千米之上。將報(bào)廢衛(wèi)星移送至“軌道墓地”后,就能避免相鄰近的、正常運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星受到太空垃圾的撞擊。
在將該衛(wèi)星從安全的太空軌道區(qū)域內(nèi)移除的同時(shí),清理人員還應(yīng)通知其他鄰近人造衛(wèi)星所屬國(guó)家,避免衛(wèi)星間發(fā)生碰撞。最終,報(bào)廢衛(wèi)星將進(jìn)入“軌道墓地”,完成自身的使命。
進(jìn)行太空修理
處理出現(xiàn)故障的人造衛(wèi)星的另一種方法就是用航天飛機(jī)將衛(wèi)星載回地球進(jìn)行修理。一個(gè)小型人造衛(wèi)星完全可以安放在航天飛機(jī)的要艙內(nèi),搭乘飛機(jī)返回地球。另外,宇航員也可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行“太空修理”。
已經(jīng)服役長(zhǎng)達(dá)18年之久的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡,就是人造太空儀器被成功修復(fù)的典型實(shí)例。美國(guó)宇航局的宇航員曾先后4次修理這架著名的太空基礎(chǔ)望遠(yuǎn)鏡:第1次修理糾正了望遠(yuǎn)鏡的模糊成像問題,之后又為其添加了新的攝像儀和儀器,從而延長(zhǎng)了它的服役時(shí)間。
據(jù)悉,今后出現(xiàn)故障的美國(guó)人造衛(wèi)星都將由專門的“維修飛船”承擔(dān)維修任務(wù)。近年來(lái),美國(guó)成功制造出一種特殊的太空飛船,該太空飛船能夠?qū)θ嗽煨l(wèi)星進(jìn)行機(jī)械化燃料補(bǔ)給和維修。此外,美國(guó)還將投資3億美元,進(jìn)行“軌道快車”項(xiàng)目的研究。在該項(xiàng)目中,研究人員將使用機(jī)械手臂維修車,完成對(duì)人造衛(wèi)星的自動(dòng)化收集和維修任務(wù)。
引爆燃燒
目前,處理“太空垃圾”最常見的方法就是將其引爆燃燒。此前,許多太空飛船在服役期滿后,都曾在地球大氣層附近進(jìn)行過故意操作性燃燒。俄羅斯“進(jìn)步”號(hào)無(wú)人駕駛太空飛船在執(zhí)行完向國(guó)際空間站遞送貨物的任務(wù)之后,就以自然的形式結(jié)束了自身的使命。著名的俄羅斯“和平”號(hào)空間站在被放棄使用后,也以類似的形式“自行了斷”。但也有許多太空殘骸在操作控制下,并未實(shí)現(xiàn)完全燃燒,由此對(duì)地球安全造成了影響。
使用導(dǎo)彈也可摧毀出現(xiàn)故障的人造衛(wèi)星。不過該方法的缺點(diǎn)同樣明顯——有些導(dǎo)彈的射擊不能使人造衛(wèi)星在太空中實(shí)現(xiàn)完全爆炸毀滅,對(duì)地球造成污染。
美軍就曾在太平洋上發(fā)射過一枚導(dǎo)彈,擊中了廢棄的間諜衛(wèi)星。雖然這顆間諜衛(wèi)星的絕大部分都被摧毀,但其殘骸中的一個(gè)有毒聯(lián)氨燃料罐落在地球上,造成了一定程度的污染。
人造衛(wèi)星屬國(guó)處理
專家認(rèn)為,人造衛(wèi)星的所屬國(guó)家理應(yīng)承擔(dān)起清理太空垃圾的責(zé)任。在通常情況下,當(dāng)太空垃圾的清理人員發(fā)現(xiàn)人造衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí),會(huì)首先通知人造衛(wèi)星所屬國(guó)家進(jìn)行處理。
據(jù)美聯(lián)社報(bào)道,今年1月,美國(guó)宇航局軌道殘骸計(jì)劃署發(fā)現(xiàn)一顆俄羅斯人造衛(wèi)星噴涌出殘骸霧。專家分析后認(rèn)為,這可能是人造衛(wèi)星的冷卻劑反應(yīng)堆遭受太空殘骸撞擊后出現(xiàn)裂縫所造成的泄漏。
俄羅斯方面證實(shí)該人造衛(wèi)星出現(xiàn)問題,并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了研究。俄方在宣布調(diào)查結(jié)果時(shí)稱,由于這顆人造衛(wèi)星所處的軌道位置非常高,所以不會(huì)對(duì)國(guó)際空間站帶來(lái)破壞性損害,放射性物質(zhì)殘骸也不會(huì)降落到地球表面。
相關(guān)專家認(rèn)為,由人造衛(wèi)星的屬國(guó)擔(dān)任太空垃圾的觀察和清理任務(wù),將是未來(lái)的趨勢(shì)。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2009年6期