太空垃圾是圍繞地球軌道的無用人造物體;太空垃圾小到由人造衛星碎片、漆片、粉塵,大到整個飛船殘骸構成。
太空垃圾又稱空間碎片或軌道碎片,是宇宙空間中除正在工作著的航天器以外的人造物體,包括運載火箭和航天器在發射過程中產生的碎片與報廢的衛星,航天器表面材料的脫落,表面涂層老化掉下來的油漆斑塊;航天器逸漏出的固體、液體材料;火箭和航天器爆炸、碰撞過程中產生的碎片 。
按照火箭科學家專業的說法叫做“軌道碎片”,不過一般人都將其稱為“太空垃圾”。別小看了這些零零碎碎的太空垃圾,據統計,與大于10厘米的太空垃圾(至少有1.6萬)碰撞或可“殺死”航天器 。真的有這么多的垃圾嗎?其實,歸根結底都是我們人類自己制造的。
我們是否能將這些太空垃圾作為資源重新利用起來?美國太空探索技術公司SpaceX剛剛成功完成了獵鷹重型火箭的首次發射,這是迄今為止伊隆·馬斯克(Elon Musk)的公司發射的最大火箭。
在其首批有效載荷中,這枚重型火箭將馬斯克本人的特斯拉跑車和被稱為“星際人”的假人送入太空,前往通往火星之旅。
毫無疑問,這一事件具有重要的歷史意義。然而,有些人注意到,馬斯克此舉可能讓數量日益增加的太空垃圾更加泛濫。說到太空垃圾,現在正是重新評估地球上不斷涌現的太空垃圾收集的好時機。
目前,地球周圍漂浮著超過50萬件太空碎片。它們有不同的來源,但大部分都是我們在過去70年里發射到太空中的衛星和火箭組件。蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學的機械和航空航天工程教學研究員斯圖爾特·格雷(Stuart Grey)說,其中約有20萬個碎片是可檢測的物體,或大于10厘米的物體。
格雷表示:“在可檢測的物體中,超過半數是由碰撞產生的碎片,大約1/4是衛星(約1500個處于活躍狀態),其余部分則是火箭和任務殘骸組成。這些碎片的整體圖片讓人看起來更感到不安。如果我們觀察軌道上的物體數量,會發現地球軌道上大約有8000噸人造材料。”
簡而言之,從長遠來看,地球周圍漂浮著如此多的垃圾對地球本身沒有威脅。但我們是否可以從不同的角度來看待太空碎片呢?畢竟,大部分太空垃圾都是由用制造火箭和衛星的昂貴材料組成的。這些太空垃圾會不會成為一種尚未被利用的漂浮資源呢?
格雷解釋說:“這些物品是由非常特殊的材料制成的,而這些材料的生產成本非常高,人們很容易把它們看作是一種等待使用的資源。問題是,捕捉和利用這些‘資源’可能需要付出巨大努力。”格雷指出,近地軌道的物體速度極快,大約每秒7公里左右。這使得它們很難被捕捉到,而建造火箭來捕獲如此快速的殘骸成本將十分高昂。
然而,這并不意味著任由這些太空垃圾漂浮在那里。事實上,各種清理空間碎片的努力已經在進行中。格雷解釋說:“目前正在開發的機制注重于非常簡單的技術,并與幾個世紀以來用于捕獲大型野生動物(如魚叉和網)的技術相結合。這些方法仍需在軌道上進行測試,但在不久的將來會有許多計劃實施,如歐洲航天局的e.Deorbit。”
來自美國宇航局(NASA)創新先進概念(NIAC)項目的科學家和工程師提出了類似的建議,即使用比人類頭發更薄的航天器,可以像網一樣環繞住太空碎片。另一種方法是用激光掃描太空碎片。格雷指出,所有這些概念在很大程度上仍停留在紙面上。
幸運的是,或者說不幸的是,我們還有時間。在更高地球軌道上的太空碎片將在那里停留相當長一段時間。格雷說:“低地軌道上的物體會在幾個月或幾年內脫軌,而在中間軌道上的物體(比如全球導航衛星系統)和地球靜止軌道上的衛星,未來可在軌道上運轉數百甚至數千年。”
太空環境已經嚴重污染,太空垃圾主要產生者特別是美國當然要負主要治理責任,但是在治理過程中,加強國際合作,提高行為透明度至關重要,美國不僅在邁向和保持航天強國過程中產生了大量太空垃圾,而且還在進行太空武器試驗過程中,用導彈摧毀報廢衛星制造了很多太空垃圾。比如,冷戰期間,美國為確保戰爭情況下在全球范圍內穩定進行無線電通訊,啟動了在太空散布數億根銅針,形成一個8公里寬,38公里長云環的“西福特計劃”,這些銅針中的相當一部分最終成為了太空垃圾。
現在的問題是,在我們思考如何解決太空碎片問題時,我們仍在繼續制造更多太空碎片。無論我們是否找到利用太空垃圾作為資源的方法,我們必須盡快采取行動,畢竟解決這樣的問題宜早不宜遲。
本文標題:“軌道碎片”中的昂貴材料是否能回收利用?
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