揭示處理太空垃圾的五種方法

2020-11-27 科學網

2008年，美軍在太平洋發射「標準飛彈－3」擊落間諜衛星 

北京時間1月30日消息，據美國太空網報導，近期，科學家提出一個問題：如果通信人造衛星在太空中失控或發生故障，當它們被當作太空垃圾進行處理時會出現什麼後果？試想如果前蘇聯時期的人造衛星攜帶的核反應堆出現洩漏該怎麼辦？當人造衛星在太空中「死亡」之後將發生什麼？

 

以下是科學家分析當人造衛星「死亡」之後出現的幾種可能性。

 

1、進入「軌道墓地」

 

如果任務控制員及時探測到人造衛星存在的故障，他們會點燃其仍處於功能正常狀態的人造衛星發動機，抵達被稱為「軌道墓地」的太空區域，該太空區域位於人造衛星最初飛行平面數百英裡之上，這樣將避免鄰近的太空人造衛星可能遭受的損害。

 

這就是地面太空任務指揮人員如何處理通信衛星「雅特5A」的方法，該衛星在操作12年之後，今年1月15日它出現了無法探知的故障，目前該通信衛星處於太空漂浮狀態，在距離地球表面35888千米(22300英裡)的太空軌道平面移動，沿著其軌道弧度向東漂移。

 

「雅特5A」衛星是由盧森堡SES公司發射的，該公司已十分悲觀地放棄了該衛星的通信通訊功能，現正將它從安全的太空軌道區域內移除，並通知鄰近其他人造衛星所屬國家避免發生碰撞。最終，「雅特5A」的歸宿是進入墓地軌道終結自己的生命。

 

2006年，俄羅斯「快車-AM11」通信衛星進入一個軌道墓地，之後與太空殘骸發生碰撞。

 

2、飛彈擊落人造衛星

 

摧毀出現故障的人造衛星也可採用飛彈擊毀，但並不是所有的情況下，飛彈射擊都會使人造衛星在太空中完全爆炸毀滅。去年，美軍在太平洋發射了一枚飛彈，擊中了廢棄的「USA 193」間諜衛星，雖然這顆間諜衛星絕大部分被摧毀，但是2月20日它的殘骸中有一個完整的有毒聯氨燃料罐落在地球上。

 

3、通常由人造衛星所屬國家進行處理

 

通常研究分析人員發現人造衛星出現故障，一般情況下會首先通知人造衛星所屬國家進行處理，其中一個典型的例子是前蘇聯時期的人造衛星「宇宙1818」，它是前蘇聯1987年發射的，該衛星是太空中用於高級核電站測試的唯一兩顆人造衛星中的第一顆。

 

今年1月份，美國宇航局軌道殘骸計劃署(Orbital Debris Program Office)在發布的最新季度報告中指出，「宇宙1818」衛星於2008年7月4日噴湧出殘骸霧，這可能是由於冷卻劑反應堆遭受太空殘骸撞擊或出現裂縫造成洩漏。近日，據美聯社報導稱，俄羅斯太空部隊亞歷山大·亞庫辛(Alexander Yakushin)將軍證實「宇宙1818」衛星出現了裂縫，但他強調稱，由於這顆人造衛星所處軌道位置非常高，並不會對國際空間站帶來破壞性損害，也不會出現放射性物質殘骸像雨點般地落在地球表面。這顆衛星將在距離地球800千米(500英裡)高空處進行分解，該高度距離國際空間站354千米(220英裡)。

 

雖然「宇宙1818」衛星看上去處於控制之中，但是 「宇宙954」衛星的情形就大不一樣了，它是一顆雷達海洋偵察衛星(RORSAT)，於1978年盤旋飛行失控，最終衛星殘骸進入地球大氣層，具有放射線的殘骸散落在加拿大境內。

 

4、送回地球或進行太空修理

 

處理出現故障的人造衛星的另一種方法就是通過美國宇航局的太空梭攜載返回地球進行修理，太空梭艙內完全可以攜載小型人造衛星返回地球。現服役18年之久的哈勃太空望遠鏡就是人造太空儀器成功修復的典型例子，美國宇航局太空人曾四次「拜訪」這顆太空基礎望遠鏡，第一次是糾正了它的呈像模糊問題，之後又添加了新的攝像儀和儀器，進一步延長了它的服役時間。目前，美國宇航局計劃今年5月12日進行第五次哈勃太空望遠鏡的維修任務，同時這也是最後一次維修任務。

 

美國宇航局的太空梭計劃將於2010年退役，今後出現故障的人造衛星所進行的維修任務則由「機械醫生」來完成。2007年，美國五角大樓成功測試了太空飛船的飛行能力，該太空飛船有能力完成對人造衛星機械化燃料補給和維修任務，此外，投資3億美元的「軌道快車」任務使用一個目標人造衛星和機械手臂維修車示範了自動化集合和維修任務。

 

5、「火葬」

 

處理太空飛船和垃圾最常見的一種方法是進行燃燒，之前一些老式太空飛船曾在地球大氣層進行故意操作性燃燒。俄羅斯無人駕駛「進步」號貨運太空飛船在執行完向國際空間站送遞貨物之後，以燃燒火球的形式結束了它的太空旅行生命。2001年，俄羅斯「和平」號空間站放棄使用後，也以類似的「火葬」形式結束生命。

 

歐洲第一個自動轉移飛行器——「朱爾斯·維恩號」(Jules Verne)讓科學家觀看到了一次壯觀的景象，它最後以一片火光通明的燃燒形式墜落在太平洋之中。當時兩架飛機被派遣記錄了該太空飛船的「死亡過程」，據悉，「朱爾斯·維恩號」有倫敦雙層巴士一般大。

 

然而，歷史上卻有許多太空殘骸在操作控制下未完全燃燒，2008年11月，一位太空人將電冰箱大小的一桶有毒氨水從國際空間站丟棄，這桶有毒物質在太平洋南部持續燃燒了1年多。美國宇航局並不清楚這桶毒性氨水進入地球大氣層後最終的準確墜落地點，美國太空監控網絡一直成功跟蹤這一目標，確信它殘留的有毒物質不會對地球人類構成危害。

 

或許最具有紀念意義的美國太空垃圾應當是77噸重的空間站太空實驗室，它於1979年7月份再次返回地球大氣層，它的燃燒殘骸遍布印度洋東南部和澳大利亞西部地區。

 

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