超過(guò)1億件這樣的垃圾該如何清理？用“漁網(wǎng)”還是“魚(yú)叉”？

“導(dǎo)彈擊中的殘片引起連鎖反應(yīng)

 

撞擊到其他衛(wèi)星形成更多殘片

 

正以超過(guò)子彈的速度

 

向你們的軌道飛去”

 

……

 

這是電影《地心引力》中的片段，三名宇航員在太空?qǐng)?zhí)行修復(fù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)過(guò)程中，遭遇到太空碎片襲擊。盡管電影是虛構(gòu)的，但導(dǎo)致事故發(fā)生的“太空碎片”卻是真實(shí)存在的。

 

目前，太空碎片已有大約7500噸，且還在以驚人的速度增長(zhǎng)。美國(guó)航空航天局估計(jì)，地球軌道上太空碎片的數(shù)量至少有1億件，移動(dòng)速度可達(dá)每小時(shí)28000公里。足以損壞衛(wèi)星或火箭。

 

二十一萬(wàn)億分之一的“天外來(lái)客”

 

北京時(shí)間4月2日8時(shí)15分左右，“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器再次進(jìn)入大氣層，絕大部分器件在再入大氣層過(guò)程中燒蝕銷(xiāo)毀。對(duì)于太空碎片墜落時(shí)是否會(huì)造成災(zāi)難的疑慮，專(zhuān)家表示地球上的人被太空碎片擊中的概率大約是二十一萬(wàn)億分之一。

 

盡管概率很低，但是卻曾經(jīng)真實(shí)發(fā)生過(guò)。2009年夏天，英國(guó)亨伯賽德郡的一對(duì)老夫婦，就被這樣一個(gè)突如其來(lái)的“天外來(lái)客”打破了寧?kù)o的生活。

 

他們?cè)诩抑新?tīng)到巨大的響聲從屋頂傳來(lái)，隨后發(fā)現(xiàn)屋頂有個(gè)大洞。而在地板的角落里，他們發(fā)現(xiàn)了一塊重1.8公斤的、有些燙手的鐵塊。4個(gè)月后，調(diào)查人員得出結(jié)論，該鐵塊正是一塊太空碎片。

 

太空碎片多為各種零件和撞擊殘骸

 

那么，太空碎片到底是如何產(chǎn)生的呢？這要追溯到1957年10月4日，蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號(hào)”。它不僅標(biāo)志著太空時(shí)代的開(kāi)始，同時(shí)也成為太空“白色污染”的開(kāi)始。

 

太空垃圾的產(chǎn)生方式分為兩種：一類(lèi)是來(lái)自宇航員不慎遺落在太空的各種零件和生活垃圾；另一類(lèi)是由衛(wèi)星、火箭等航天器相互撞擊后產(chǎn)生的殘骸。

 

倫敦大學(xué)學(xué)院講師斯圖爾特·格雷在一次演講中以非常直觀的動(dòng)畫(huà)展示了，從1957年人類(lèi)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，到2016年近60年間太空垃圾的增長(zhǎng)情況。隨著繞地球軌道運(yùn)行的太空碎片數(shù)量逐年增加，從衛(wèi)星到宇航員，都受到它們的威脅。

 

“回收”太空垃圾：用網(wǎng)捕獲、用叉拖回

 

4月2日，一枚“獵鷹9”火箭從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心起飛前往國(guó)際空間站?；鸺洗钶d著一顆名為“清除太空碎片”的衛(wèi)星平臺(tái)。

 

當(dāng)衛(wèi)星與國(guó)際空間站對(duì)接后，空間站內(nèi)的航天員會(huì)通過(guò)空間站內(nèi)部的運(yùn)輸帶，將其送到“日本模塊”中的氣閘部署，然后由機(jī)器人手臂釋放到太空，開(kāi)始執(zhí)行清理太空垃圾的測(cè)試任務(wù)。

 

測(cè)試任務(wù)預(yù)計(jì)將在今年5月下旬開(kāi)啟。屆時(shí)，將測(cè)試兩種清除太空垃圾的方式。

 

方式一：用網(wǎng)捕獲

 

衛(wèi)星發(fā)射出一塊太空垃圾，再發(fā)射出捕捉網(wǎng)以測(cè)試其有效性。

 

意大利太空專(zhuān)家 拉瓦尼亞：

 

我們的想法是，模仿漁民海上捕撈的做法，準(zhǔn)備一張大的特殊漁網(wǎng)，跟那些漂浮的太空垃圾和廢棄衛(wèi)星保持一定的距離，然后把漁網(wǎng)從遠(yuǎn)處拋下去，緊接著收緊繩索，把太空垃圾包裹起來(lái)。

 

方式二：用魚(yú)叉拖回

 

衛(wèi)星發(fā)射出一塊太空垃圾，再發(fā)射魚(yú)叉將其擊中拖回，以測(cè)試它的準(zhǔn)確性。

 

對(duì)于如何保證不會(huì)在操作過(guò)程中進(jìn)一步破損成更多碎片，空中客車(chē)高級(jí)項(xiàng)目工程師韋曼表示，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種拋出的裝置，可以把垃圾拖回軌道，等垃圾進(jìn)入大氣層后自行焚毀。

 

清理太空垃圾 多國(guó)“各顯神通”

 

此外，為了清理這些垃圾，各國(guó)研究人員想出了很多辦法。

 

歐洲航天局研制出一種可以捕捉較大太空垃圾的機(jī)械臂。

 

歐洲航天局工程師 費(fèi)爾南德斯：

 

我們使用安裝在較小的機(jī)器手臂上的相機(jī)來(lái)模擬再現(xiàn)衛(wèi)星周?chē)倪\(yùn)動(dòng)狀況，這些衛(wèi)星就是我們想要處理或捕捉的目標(biāo)衛(wèi)星。

 

日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)則聯(lián)合一家擁有百年傳統(tǒng)技術(shù)的漁網(wǎng)制造商，共同打造出一個(gè)巨型“磁網(wǎng)”。“磁網(wǎng)”由強(qiáng)韌而有彈性的金屬纖維制成，長(zhǎng)300米，寬30厘米，可產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，吸引地球軌道上的一些太空碎片。