約20萬件,超4500噸!太空垃圾已成太空殺手,人類未來路在何方?

2020-08-14 環球檔案室

人類深知太空探索是一個&34;,可依舊瘋狂往裡面砸錢,砸技術,砸各種資源,而這一切的起因都是地球資源的日益匱乏。(溫馨提示,本文略長,但全程高能)

受限於資源,人類&34;走向太空

事實上,人類文明是建立在物質基礎上的,沒有物質基礎作為根基,人類又怎麼可能發展到今天這個集政治、經濟、文化為一體且高度發達的文明呢?所以說,人類能發展現在這種地步,完全要歸功於提供了豐富物質基礎的地球。然而,地球的資源並不是取之不盡,用之不竭的,尤其是那些不可再生的一次性資源,更是顯得捉襟見肘。

地球

建立在煤炭石油等一次性能源基礎上的人類文明,是難以取得長遠發展的,因為這些能源用完就沒有了。雖然說人類如今掌握了核裂變技術,但核裂變所需的鈾、鈽等元素也是有限的一次性能源。此時,可能有一部人已經想到了太陽能、風能、潮汐能等可再生資源,那麼這些能源可以派上用場嗎?

採礦現場

當然是可以的,只不過效果是微乎其微的,因為這些能源根本不足以支持如今高度發達的人類文明。即便是人類不再發展,退回到古時候的農耕時代,但隨著人口數量的加劇,土壤肥力的耗盡,人類也終將難以生存。更何況太陽的壽命也是有限,屆時地球恐怕就真的容不下人類了。換句話說,地球,乃至太陽系都無法讓人類長期生存,若人類始終盯著這&34;,那麼結局就註定是悲劇的。

在此背景下,人類將希望寄托在了遙遠的宇宙。


人類將希望寄託於宇宙,可同時也親手將希望慢慢&34;

1957年,蘇聯火箭專家科羅廖夫利用飛彈改造出了一顆人造衛星,並且成功將其送入太空,而人類也正式進入了太空。至此,太空時代也正式來臨,此後許多國家都紛紛朝太空發射探測器衛星,希望進一步了解宇宙。

蘇聯首顆衛星——斯普特尼克一號

據統計,自蘇聯發射首顆人造衛星以來,全球共執行了超4000次的發射任務,而每進行一次火箭發射任務至少需要花費數億人民幣,就算是造價便宜的衛星其費用也要過億。最重要的是,這裡並沒有算上研發費用,如果加上研發費用的話,價錢可能會翻上好幾倍。比較悲催的是,人類雖然在太空探索上砸了大量人力物力,但除了功能型衛星之外(定位衛星,通信衛星等),其他探索項目(地外星球探索)現階段還沒有取得實質性的利益,僅是獲取了相關理論知識,就比如月球,火星等行星探索項目。

阿波羅登月計劃

  • 舉個例子,當年轟動世界的阿波羅計劃便花費了492.56億美元,這可是上世紀的六七十年代,錢可是很&34;的。然而,登月的太空人們除了從月球帶回些土壤之外,並沒有帶來其他回報。面對如此大的耗資,且沒有任何回報的項目,即便是美國這種經濟強國也承受不住,最後更是放棄了登月計劃。

簡單來說,現階段的太空探索大多都是賠本買賣(功能型衛星除外),人類還無法以從中收到回報,這也就是為何上文會說到,太空探索是一個&34;的原因。


好了,回到正題上來!在諸多深空探測器,以及人造衛星的探索下,人類對宇宙有了一個全新的認知,但同時問題也隨之而來。

我們如今所發射的火箭大多為多級火箭,每一級都攜帶有燃料和推進器,當燃料用完之後,推進器便會與火箭脫離,與此同時下級火箭會開始運轉,繼續使飛行器前進。

火箭分離示意圖

由於多級火箭相比於單級火箭有著天然的優勢,包括能更好的達到預定飛行速度,可以靈活選擇工作時間及動力輸出等等。當然了,多級火箭的缺點也是有的,這裡就不再展開講了。

然而,多級火箭在發射的時候,隨著每一級推進器的分離,其所產生的&34;也就越多,其中一部分會在進入太空之前掉落在地球上,但也有一部分會留在太空中(多為最後一級推進器)成為&34;。當然了,太空垃圾遠不止這些,其包括報廢的衛星,太空飛行器表面脫落的碎片等等。在過去,人類所發射的太空飛行器數量並不多,以至於太空垃圾這個問題並沒有得到應有的重視。

火箭分離示意圖

直到太空垃圾頻繁撞擊正常運行的衛星時,人類才愕然發現,原來太空垃圾問題已經如此嚴重了。據有關科學家表示:在未來,太空垃圾將成為了限制人類太空探索的主要因素。事實上,太空垃圾這個問題已經到了不得不遏制的地步了,若任由其&34;下去,那麼人類將慢慢葬送寄託於宇宙的希望。

太空垃圾成災


太空垃圾已成為太空殺手,人類未來路在何方?

有一點需要提前說明一下,筆者認為:太空垃圾從目的性上來說大致可分為兩種,一種是有意產生的,另一種則是無心之過。所謂的&34;是很好理解,也就是我們發射火箭、衛星產生殘骸,以及其他的航天廢棄物;而&34;產生的則是指故意製造太空垃圾,曾這樣做過的國家有很多,但主要是前蘇聯和美國。這兩個國家都曾進行過衛星攔截、爆炸試驗,其中蘇聯佔據了多數,進行過19次,給太空帶來了難以估計太空垃圾。

衛星相撞

量變與質變往往僅在一瞬間,曾經的你不屑一顧,如今讓你不得不重視。在數十年的積累下,如今太空垃圾的數量已累計到了一個驚人的數量,並且時刻都在威脅著正在運行著的太空飛行器。

太空垃圾

據NASA統計,目前地球軌道上大約有4000多個正在運行或者已報廢的衛星,而直徑超過1cm的太空垃圾,更是多達20萬個,總重量達到了驚人的4500噸,由於統計數據不能做到百分百準確,所以實際的數量可能更多,更重。其中,製造太空垃圾的&34;主要為美國、俄羅斯,以及後來居上的中國。

衛星相撞

實際上,在地球軌道上飛行的太空垃圾,無論其體積有多大,都會對太空飛行器造成毀滅性的打擊,因為太空垃圾的運行速度是非常快的,在100-450km的近地軌道上其速度能達到7-8公裡每秒。在這種速度下,即便太空垃圾的個頭很小,若是其撞上太空飛行器,那麼太空飛行器也將瞬間被摧毀,而摧毀後的太空飛行器又將帶來更多的太空垃圾,惡性循環也將就此開始。


多說無益,用一些實際性的例子來看看太空垃圾的威力到底有多大?

  • 1986年,&34;號火箭進入太空後便爆炸了,爆炸所產生的碎片擊中了日本的兩顆衛星。
  • 2009年,美俄衛星相撞,美國的一顆商用衛星與俄羅斯一顆已報廢的衛星相撞,此次相撞規模較大,繼而產生了更多的太空垃圾。
  • 2013年,厄瓜多的一顆衛星與火箭殘骸相撞失靈,這顆衛星當時可是這個國家唯一一顆衛星,損失極為慘重。

事實上,類似於這樣的災難還有很多,而造成這一切的罪魁禍首可以說是太空垃圾,同時也可以說是人類。在危害重大的太空垃圾面前,人類未來的路在何方?


該如何處理太空垃圾?讓人類重拾希望

面對嚴重威脅太空飛行器安全的太空垃圾,各國都推行了相關的措施,其中英國和中國的相關技術得到了廣泛的認同。英國的一家衛星技術公司發明了一種可以應用於小型衛星的微型推進器,它可以將退役的衛星安全帶回大氣層,讓其在大氣層中燃燒殆盡。而我國的做法則更加直接,更加先進,那就是直接發射清理太空垃圾的飛行器。該飛行器的名字叫做遨龍一號,早在2016年就已升空,其主要任務是驗證碎片清除的關鍵技術(目前還無法大規模進行清理任務)。

遨龍一號

雖說許多國家都做出相應的措施,但是收效並不明顯,這主要還是苦於技術的限制,目前還沒有哪個國家能拿出真正意義上的太空垃圾&34;,大多設備都還在試驗階段。換句話說就是,還拿不出手,這就代表著太空垃圾在短時間內也難以處理。筆者認為,現階段清理太空垃圾遠比加速布局太空探索更划算,更有利,因為只有確保了太空飛行器的安全,太空飛行器才能更高效的工作,反之則會導致太空飛行器無法發揮真正的作用。

太陽系

但無論怎樣,好在人類已經重視起了太空垃圾問題,雖然在短時間內難以將其清除,但是相信在長期的努力下,太空垃圾一定會成為過去式。實際上,太空垃圾也是人類不得不處理的問題,畢竟人類想要走向宇宙深處,始終都得經過地球軌道,如地球軌道已被垃圾填滿,那人類還怎麼發射新的飛行器呢?

總的來說,只有處理掉了太空垃圾,人類才能重拾希望,走向更遙遠的未來。

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