...軌!天舟一號大氣層自毀引關注,中國太空垃圾清理技術取得重大突破
2020-11-27 電子發燒友天舟一號受控離軌！天舟一號大氣層自毀引關注，中國太空垃圾清理技術取得重大突破
發表於 2017-09-23 23:41:00
航天航空不管是什麼事情都是大家高度關注的，那麼天舟一號的升空自然是大家 關注的焦點了。此次的天舟一號首次嘗試了自毀模式取得了成功引得一片較好，中國在太空垃圾處理上取得了重大突破真的是值得大家歡呼的事情。那麼具體的過程跟隨小編一起來了解一下吧。
天舟一號受控離軌——自毀全過程
9月22日18時左右，天舟一號貨運飛船完成空間實驗室階段的各項預定任務後，受控離軌再入大氣層，在南太平洋海域隕落燒毀。天舟一號飛船不僅是我國第一艘貨運飛船，也是我國受控離軌減少太空垃圾的首次嘗試，受控隕落燒毀還有利於減少太空飛行器殘骸對地面的危害，我國的太空飛行器也從此告別「飛來橫禍」。
我們中國人對天空有著很多的想像，既有牛郎織女鵲橋故事的美妙，也有杞人憂天飛來橫禍的陰暗。隨著航天時代的到來，杞人憂天並非笑話，飛來橫禍竟成了事實。自1957年斯普特尼克一號衛星上天以來，地球軌道上充斥了大大小小的太空垃圾，它們主要由火箭末級和衛星飛船組成，對於小的太空垃圾，進入大氣層時會徹底燒毀，它們的危害只有航天專家們頭疼，不過對於大的太空垃圾，即使是軌道再入的高速也未必燒光，剩下的殘骸碎片落到地面，對於地面的人們真是無妄之災。
肯定有熱心的讀者表示：我沒聽說什麼人被衛星碎片砸死砸傷啊。其實這並不意外，地球表面70%的面積是海洋，陸地上實際也是地廣人稀，即使是人口稠密的地區，每平方公裡100人的密度就很高了，而人口高度密集的城鎮地帶，佔陸地面積的比例非常小。地球軌道上的太空垃圾總數量並不算多，能穿過大氣層經受高溫高壓考驗到達地面的少之又少，總的說來它們對地面的人類並不是什麼實質威脅。雖然還沒什麼飛船殘骸傷人致死事故，但天空實驗室這樣的龐大大物無控再入還是讓人提心弔膽的。
不過，頭上懸著一把達摩克利斯之劍，總是讓人很不舒服的，1979年美國試驗空間站天空實驗室無控再入燒毀，殘留的碎片分布在南印度洋到澳大利亞西部的廣闊地區，所幸無人傷亡。隨著技術的進步，美蘇等航天強國開展太空飛行器受控隕落的試驗並常態化，受控隕落的落區一般選擇在南太平洋，這裡只有零星的島嶼散布在廣闊的大洋中間，燒不乾淨的碎片殘骸也不會有什麼危害。
蘇聯從禮炮六號空間站開始，使用進步號飛船為空間站進行補給並補加燃料，進步號飛船隨後都會受控隕落燒毀，俄羅斯時代功勳顯赫的和平號空間站，也於2001年3月23日受控墜入南太平洋燒毀。美國大型太空飛行器的受控隕落燒毀是國際空間站時代的事情了，主要是天鵝座貨運飛船進行主動隕落燒毀，另外歐洲的ATV和日本的HTV貨運飛船也都在完成補給任務後主動隕落燒毀。我國的921載人航天工程穩步推進，空間站階段已經近在眼前，受控隕落燒毀大型太空飛行器，減少軌道碎片降低殘骸對地面的危害，也隨之提上日程。
天舟一號並非受控隕落的先鋒，2011年我國發射天宮一號目標飛行器時，就明確表示它將在完成使命後受控再入大氣層，隕落在南太平洋海域。遺憾的是，天有不測風雲，2016年3月1日時天宮一號飛行器還狀態良好，3月21日載人航天工程辦公室突然發布消息，稱天宮一號飛行器失效。從事後的報導推測，天宮一號突然徹底失效，整個飛行器也失去控制和遙測信號，受控再入也無從談起，只能由後來者天宮二號和天舟一號承擔器受控隕落的試驗任務。天舟一號完成空間實驗室階段的飛行計劃和拓展試驗任務後，當仁不讓的成為我國受控隕落試驗的開路先鋒。
受控隕落的銷毀任務技術難度不大，主要是要有精準的軌控技術，讓受控再入的隕落區域遠離有人煙的地方，從而儘量減少對地面人群的可能危險。我國載人航天工程實施以來，神舟飛船已經發射並返回了11艘，積累了豐富的姿軌控經驗，飛船的精確受控再入對我國來說早已不成問題。簡而言之，天舟一號的受控再入燒毀技術難度不大，但從航天和安全角度看，仍是中國載人航天發展的裡程碑。
天舟一號受控離軌——太空垃圾清理技術
無論是採取躲避、防禦、減緩還是回收利用手段，都無法從根本上清除太空垃圾。滿天的太空垃圾終歸要得到徹底清理，開發太空垃圾清理技術勢在必行。
事實上，很多國家都在推出清掃太空垃圾的計劃，科學家們也在考慮從無數種垃圾清理方案中精選出經濟有效的方案。美國宇航局正在考慮用雷射清掃地球周圍的太空垃圾，防止其與衛星相撞。雷射清除太空垃圾原理是：雷射束裡的光子攜帶了微量動力，在特定環境下，能推動太空中的物體，並使其減速。通過向垃圾碎片發射雷射數小時後，就有可能改變其方向。即便不能讓太空垃圾脫離軌道，也能避免其撞擊空間站或者衛星。新課題的設備花費僅為80萬美元，而全部費用止於千萬美元。現有的望遠鏡經改良後，能投入使用，降低運營成本。有科學家認為，應在夏威夷山頂建大型雷射站。另一些人則認為，在衛星上安裝雷射裝置，把碎片轟入大氣層。
日本宇宙航空研究開發機構決定，自2014年起將啟動一項垃圾清理試驗，以清除由使用壽命結束的衛星和火箭殘骸組成的太空垃圾。清理方式是以金屬繩捆住漂浮在宇宙空間中的太空垃圾，然後使其降低速度，並使其落入大氣層中銷毀。此外日本還將開發「清掃衛星」，並於2019年前後發射。屆時，「清掃衛星」將利用搭載的攝像機尋找並接近太空垃圾，然後使用機器臂安裝金屬繩。而安裝有數條金屬繩、能捕捉多個太空垃圾的專用衛星將於2023年前後發射。
英國科學家則設計並研發一個被稱為「立方帆」的納米級衛星，它重約3公斤，大小約為30釐米×10釐米，藉助太陽能的太陽帆作為動力推進系統，一旦帆上的攝像頭偵察到太空垃圾，便依附在垃圾上，使其速度降低，最後進入大氣層，與太空垃圾同歸於盡。
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴
相關焦點
-
科學家開發太空垃圾清理技術 讓衛星自毀(組圖)
「終結繩索」太空垃圾清理技術可讓衛星降低高度墜入大氣層燃燒。美國「長期探索太空飛行器」通過受到的垃圾顆粒撞擊，收集太空垃圾的信息。太空垃圾在「和平號」太空站的太陽能板上留下斑駁的創痕。 「立方帆」納米級衛星採用「自殺式攻擊」，將太空垃圾拖入大氣層與其同歸於盡。 -
清理太空垃圾又有新招數
在向太空垃圾「下手」之前，一般還要使用光學相機等設備對目標進行巡視，確定捕獲點後，再接近捕獲太空垃圾。之後，清理太空垃圾的太空飛行器會將太空垃圾攜帶進墳墓軌道或者很快墜入大氣層焚毀的軌道釋放，完成太空垃圾的清理。 2016年6月25日，我國的「長徵七號」火箭成功首飛，將7個載荷成功送入太空，其中一個就是「遨龍一號」空間碎片主動清理飛行器。 -
歐空局「魚叉」清理太空垃圾試驗成功
圖片來源：太空網 科技日報北京2月19日電 （實習記者胡定坤）日前，歐空局「碎片清理」（RemoveDebris）項目試驗取得成功，衛星發射「魚叉」成功捕獲目標。該技術為太空垃圾清理提供了新途徑，但其潛在軍事價值也讓人「毛骨悚然」。 -
清理太空垃圾任重道遠 多種技術輪番登場
為了實現進駐太空的夢想，各國紛紛投入大量人、財、物，研究航天技術、發射衛星、建立空間站，在航天技術日益發達的今天，去太空旅遊、在失重中漫步的夢想本已不再遙遠。幾乎所有的航天國家都為太空垃圾作出了「貢獻」，當然美國在這裡面有最大的「股份」——大約佔到了其中的30%。前蘇聯和中國也曾產生了大量的太空垃圾。 -
我在太空撿垃圾
「清」就是發展太空垃圾清除技術，美國航空航天局正在試驗一種「雷射掃帚」技術擊落太空垃圾。俄羅斯科研人員還開發出保護太空飛行器與太空垃圾碰撞的新防護屏。該方案能夠捕獲太空垃圾，再將太空垃圾投向地球大氣層燃燒，之後使用動量航行至下一個太空殘骸目標進行清除。 -
航天|清理太空垃圾,各國都有啥高招?
一些太空作業過程也會意外地遺留下太空垃圾。因此，太空垃圾若與運作中的人造衛星、載人飛船或國際空間站相撞，會危及到設備甚至太空人的生命。據計算，一塊直徑為10釐米的太空垃圾就可以將太空飛行器完全摧毀，數毫米大小的太空垃圾就有可能使它們無法繼續工作，而太空垃圾也因此成為了國際問題。 -
清理太空垃圾要動真格的了——歐空局2025年怎樣去太空回收垃圾?
「清潔太空一號」捕獲維斯帕上面級示意圖問：歐空局計劃2025年去太空回收垃圾，具體採用的是什麼方式？答：目前，人們已經提出了許多清除太空垃圾的技術路線，而利用太空飛行器將太空垃圾抓取後帶離軌道的主動清除技術發展得最為成熟。 -
天舟一號與天宮二號完成首次「太空加油」
人民網北京4月 27 日電（申寧 王新國 楊欣）今天19時07分，天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室成功完成首次推進劑在軌補加試驗，標誌天舟一號飛行任務取得圓滿成功。 -
太空垃圾如何清理
在太空中，一個拳頭大小的碎片撞擊到太空飛行器，相當於地面上一輛小汽車一百碼速度的撞擊—— 太空垃圾如何清理湖南日報記者 徐行 攝 車多了，會發生擁堵，太空也一樣。但不同的是，地面的交通事故，可以及時清理。太空如果發生了撞擊，產生的碎片可沒那麼容易清除。 怎麼辦?這個問題需要可持續性的探討。4月25日，在2019年「中國航天日」航天標準化專業分論壇上，記者了解了這有趣的航天領域問題。 -
清理太空垃圾那些招 伸手抓撒網撈魚叉捕雷射打
在向太空垃圾「下手」之前，一般還要使用光學相機等設備對目標進行巡視，確定捕獲點後，再接近捕獲太空垃圾。之後，清理太空垃圾的太空飛行器會將太空垃圾攜帶進墳墓軌道或者很快墜入大氣層焚毀的軌道釋放，完成太空垃圾的清理。 2016年6月25日，我國的「長徵七號」火箭成功首飛，將7個載荷成功送入太空，其中一個就是「遨龍一號」空間碎片主動清理飛行器。 -
天舟一號給天宮二號「太空加油」,都需要哪幾步?
人民網北京4月27日電（記者賀迎春）今天19時07分，天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室成功完成首次推進劑在軌補加試驗，標誌天舟一號飛行任務取得圓滿成功。備受矚目的「太空加油」是如何完成的，航天科技集團五院載人飛船系統主任設計師邵立民今天在人民網訪談時詳細進行了解讀。 -
清理太空垃圾人人有責 這顆衛星打算回收自己
入軌不到一周，就要告別太空？說起來你可能不信，這顆衛星的事情要從垃圾回收講起。太空垃圾太多，危害在軌太空飛行器上海市，實行垃圾分類已經將近3個月了。誕生於中國航天科技集團八院805所下屬上海埃依斯航天科技有限公司的金牛座納星，常能聽見外面的阿姨們發出靈魂拷問：「你是什麼垃圾？」地面上垃圾處理都不容易，太空垃圾清理起來就更麻煩了。 -
關注丨外媒關注中國可復用太空飛行器獲重大突破
引發外媒關注。01 在軌兩日成功返回據俄新社9月6日報導，中國周五發射的可重複使用太空飛行器6日成功在指定地點著陸。報導援引新華社消息稱，太空飛行器「在軌飛行兩天後，於9月6日成功返回預定著陸場」。報導還指出，這次試驗的圓滿成功，標誌著中國可重複使用太空飛行器技術研究取得重要突破。 -
地球軌道上太空飛行器數量快速增長 清理太空垃圾要動真格的
採用「吃豆人」方式捕捉 目前，人們已經提出了許多清除太空垃圾的技術路線，而利用太空飛行器將太空垃圾抓取後帶離軌道的主動清除技術發展得最為成熟。我國的「傲龍一號」曾進行過在太空中抓取目標的試驗；歐空局的「清理碎片」計劃，以國際空間站為試驗平臺，成功測試了網式和魚叉式的太空垃圾清理手段。不過，以往開展的試驗，都人為釋放了「靶星」，並沒有清理實際存在的太空垃圾。 -
中國航天取得重大突破
日前，中國一項令人矚目的航天技術在國外航天圈裡炸開了鍋。CNN等不少主流媒體輪番進行報導，文章稱該技術保密程度高於常規。引發這一軒然大波的就是中國於近日發射了「可重複使用試驗太空飛行器」。報導稱，我國在酒泉衛星發射中心成功發射的可重複使用太空飛行器，一枚長徵2F運載火箭將該太空飛行器送入了軌道。在軌飛行2天後，成功返回預定著陸場，這標誌著我國可重複使用太空飛行器技術研究取得重要突破。 -
如何「科學」地清理太空垃圾?
雖然報廢的太空飛行器大部分墜入大氣層並且燒毀，但是仍有近4500噸的太空垃圾運行在地球周圍的軌道上。幾十年間各國在軌火箭爆炸事件屢見不鮮，太空飛行器所遺棄的零件也同樣構成了藍天之上那些看不見的「白色汙染」。 這導致的直接結果就是產生了大約6000個可以看到並跟蹤的太空垃圾碎片，其中直徑超過一釐米的太空垃圾，更是多達20萬個。 -
如何科學地清理太空垃圾?
伴隨著世界各國的航天技術發展，太空發射任務達到了空前的膨脹，目前全世界已經有超過4000次的發射記錄。雖然報廢的太空飛行器大部分墜入大氣層並且燒毀，但是仍有近4500噸的太空垃圾運行在地球周圍的軌道上。幾十年間各國在軌火箭爆炸事件屢見不鮮，太空飛行器所遺棄的零件也同樣構成了藍天之上那些看不見的「白色汙染」。這導致的直接結果就是產生了大約6000個可以看到並跟蹤的太空垃圾碎片，其中直徑超過一釐米的太空垃圾，更是多達20萬個。 -
外媒關注：中國可復用太空飛行器獲重大突破
中國在酒泉衛星發射中心成功發射的可重複使用太空飛行器，在軌飛行2天後，於9月6日成功返回預定著陸場。引發外媒關注。據俄新社9月6日報導，中國周五發射的可重複使用太空飛行器6日成功在指定地點著陸。報導援引新華社消息稱，太空飛行器「在軌飛行兩天後，於9月6日成功返回預定著陸場」。 -
歐空局啟動全球首個太空垃圾清理任務,捕捉方式有點可愛
圖片來源 北晚新視覺採用「吃豆人」方式捕捉目前，人們已經提出了許多清除太空垃圾的技術路線，而利用太空飛行器將太空垃圾抓取後帶離軌道的主動清除技術發展得最為成熟。我國的「傲龍一號」曾進行過在太空中抓取目標的試驗；歐空局的「清理碎片」計劃，以國際空間站為試驗平臺，成功測試了網式和魚叉式的太空垃圾清理手段。