太空垃圾威胁卫星与人类安全

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【大澳门威尼斯人赌场官网2011年10月12日讯】(新澳门威尼斯人赌场官网周刊244期,记者李晓宇报导)编者按:美国国家科学院的研究报告显示,地球轨道上的太空垃圾已达泛滥地步,不仅危及人造卫星的安全,也对人类造成直接的威胁。

近日美国气象卫星UARS坠落地球,再次引发人们对太空垃圾的关注。自1957年以来,人类已经将4000多颗卫星送入太空轨道。美国国家科学院的研究报告显示,地球轨道上的太空垃圾数目已达到临界点,威胁到大量人造卫星和太空飞行器的安全;此外,坠入大气层的太空垃圾也会对人类造成直接的威胁。

UARS 坠落美东

美国宇航局(NASA)关于“高层大气研究卫星”(UARS – Upper Atmosphere Research Satellite)坠落的最终状态报告说:NASA已报废的 UARS 于美国东部时间9月23日星期五午夜12点(或9月24日星期六零时)坠落地球,落地点在美国东海岸。

负责跟踪卫星下坠过程的范登堡空军基地空间联合作战指挥中心确定,卫星进入太平洋之上大气层时的位置是:南纬14.1度,东经189.8度(西经 170.2)。这一位置跨越南半球一个广阔而遥远的海域,远离任何主要大陆。碎片散落范围位于距离进入大气层的坠入点300英里(480公里)到800英里(1280公里)之间。由于没有人烟,NASA 并没有获得来自这一地理区域的任何目击凭证。

“高层大气研究卫星”重六吨,1991年由太空穿梭机送入环地轨道,是第一个观察大气化学成分的多仪器卫星,并于2005年终止其科学生涯,转换至低轨道,高度逐年衰减。NASA在其早前的风险评估报告中估计,卫星坠落时会分裂成150块碎片,其中有总重532公斤的26块碎片残留进入大气层,其余碎片在进入大气层之前已燃烧殆尽。

数亿件太空垃圾漂浮太阳系

根据NASA的定义,太空垃圾(space debris)是指残留在太空中的、不再有任何用处的人造物体。自1957年苏联发射第一颗人造地球卫星以来,已经有4000多颗卫星被送入太空轨道。

大多数太空垃圾飘浮在地球轨道上,但金星和火星表面也有一些,令人惊讶的是:月球上的太空垃圾多达20吨 !

据NASA估计,有数亿件太空垃圾漂浮在太阳系,大的如卡车,小的比掉落的漆片还小。这些太空垃圾会被地球拉入越来越低的轨道,最后进入大气层。大多数垃圾进入大气层后会燃烧掉。通常太空垃圾进入低于600公里的轨道后,几年之内就会坠落地球。

太空垃圾的主要问题是对正在运行的卫星和载人飞船具有潜在威胁。由于其高速运转的特性,1到10公分大小的碎片足以穿透并损坏飞行器,NASA就经常需要替换被雪花大小(毫米级)的太空碎片损毁的航天飞机窗户。一块10厘米长的太空垃圾的破坏力相当于25支炸药。

太空垃圾威胁上千人造卫星

《洛杉矶时报》9月2日报导,根据美国国家科学院的最新研究报告,地球轨道上目前已经有2.2万件人们在地上可以侦测和追踪的太空垃圾,还有无数侦测不到的更小的太空碎片,都会对正在运行的人造卫星和载人飞行器造成威胁。国际空间站经常被淹没在太空碎片之中。

领导这项研究的是已经退休的NASA资深科学家科斯勒(Donald Kessler),他说:“我们对(地球的)太空环境已经失控。”

两大事件造成恶果

自上世纪50年代太空时代开启之后,人类在地球大气层之上散落了很多用剩的助推器和其他部件及旧的卫星。之后全球科学界达成协议减少太空垃圾,协议规定所有发射到地球轨道的卫星都必须让其坠回地球并完全燃烧殆尽。

但过去四年中发生的两大事故增加了大量太空垃圾,改变了一切。2007年,中国进行反卫星武器试验,中国发射的一枚弹道导弹摧毁了一颗废弃的气象卫星,令多达15万件大小超过3/4英寸的碎片散落在超过1公里的太空轨道上,其中3118件可以通过雷达在地面侦测到。两年后,一枚失灵的卫星与一枚仍在工作的卫星在地球轨道上相撞,产生了更多的太空碎片。

科斯勒说:“上述两个事件令地球轨道上的太空垃圾翻倍,并使我们在过去25年里清除太空垃圾的努力一笔勾销。”

碎片落地砸人及核污染

美国太空研究中心的数据显示,迄今为止,已经有近6000吨人造天体在坠落大气层过程中幸存。其中有些人造天体经历了可控制的死亡过程,如2001年俄罗斯的和平号空间站在人为控制下坠海;但也有很多太空垃圾在非控制下坠落地球。NASA科学家表示,2010年平均每天有一个太空垃圾在无人控制的情况下坠入地球大气层。

1997年1月,俄克拉荷马州的一名妇女晚间外出时发现空中出现一条光带,随后感觉到肩膀被什么东西碰到。事后发现,这块太空垃圾是1996年发射的美国德尔塔Ⅱ火箭的组件。太空研究中心表示,这是迄今为止唯一一个已知砸到人的太空垃级。幸运的是,这名妇女并未受伤。NASA的报告称,大约同一时间,德尔塔Ⅱ火箭一个重580磅(约合260公斤)的油箱坠落德克萨斯州,险些击中一座有人居住的农舍。

1991年“礼炮7号”空间站脱离轨道坠落时,前苏联工程师试图控制空间站坠毁大西洋。他们的努力最终化为泡影,8.8万磅(约合3亿9916万公斤)的空间站的碎片坠落阿根廷,当地居民目睹了发光的碎片划过天际的景象,所幸没有人受伤。

1978年1月,前苏联核动力侦察卫星Kosmos 954坠落加拿大北部地区,核动力发电机的放射性物质扩散面积达到数千平方公里,造成核污染。此后,加拿大发起“晨光行动”(Operation Morning Light),寻找放射性物质,但最后回收的危险碎片只有0.1%。◇

本文转自244期【新澳门威尼斯人赌场官网周刊】“焦点新闻”栏目

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