探秘空間碎片前世今生:源于火箭殘骸 撞擊航天器很致命
本文關(guān)鍵詞:航天器,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
央廣網(wǎng)北京4月24日消息(記者張棉棉)據(jù)中國之聲《新聞縱橫》報道,今天是4月24號,46年前的今天,中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射,拉開了中國人進(jìn)入太空、探索宇宙的序幕,也使中國成為世界上第五個獨立自主研制發(fā)射人造衛(wèi)星的國家,是中國航天事業(yè)發(fā)展的第一個里程碑。為了紀(jì)念這一偉大時刻,從2016年開始,每年的今天都被定為中國航天日。
回望過往數(shù)十載,中國人發(fā)展航天、探索宇宙的腳步從未停歇,如今,我們遙望星空,滿天星斗已不再觸不可及。但是,深邃無邊的宇宙中也蘊藏著風(fēng)險和未知。而離我們最近的,或許就是“空間碎片”?臻g碎片是什么?危害究竟有多大?
電影《地心引力》里,由于受到“空間碎片”的撞擊,美國的空間站受損,女主人公差點就再也回不了家,最后是憑借中國的空間站“天宮一號”才回到地球。那么,“空間碎片”究竟是怎么形成的?專業(yè)點說,它就是人類空間活動的產(chǎn)物,包括完成任務(wù)的火箭箭體和衛(wèi)星、火箭的噴射物、在執(zhí)行航天任務(wù)過程中的拋棄物、空間物體之間碰撞產(chǎn)生的碎塊等,是空間環(huán)境的主要污染源。
國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心副主任劉靜介紹,目前能觀測到的、地球周邊比較大的一些在軌物體大概有兩萬多個。在這兩萬個里頭,工作航天器只有1000多個,其他都是碎片。碎片的來源就是火箭殘骸。發(fā)射航天器入軌的殘骸是很大一部分,將近20%。隨著航天活動的頻繁,空間擁擠越來越嚴(yán)重,現(xiàn)在這個數(shù)據(jù)應(yīng)該能達(dá)到近50%。所以5%的航天器工作在95%的碎片中,可想而知危害有多大。
哪些軌道是航天活動密集的軌道?劉靜解釋,密集的航天活動就像地球上擁擠的交通,在宇宙中,這些航天活動首先集中在常用的太陽同步軌道,兩千公里以下、一千公里左右的軌道,同時,地球同步軌道也很值得警惕,因為這是很多通訊衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星的所在地,此外,現(xiàn)在GPS北斗導(dǎo)航等都在使用的軌道也是一個“重災(zāi)區(qū)”。尤其是在地球近地軌道里,就是2000公里以下,最密集的是600到1000公里,之前發(fā)生好多解體,碰撞全都在這個軌道發(fā)生。
空間碎片作為在太空中不受控制的垃圾,隨意亂飛,砸到個星球什么的還可以忍受,但是萬一像電影《地心引力》里那樣砸到空間站、宇航員,可就不好了。比如,日本“最重要的”X射線天文衛(wèi)星“瞳”近日與地面失去聯(lián)系。雖然有猜測稱,失聯(lián)或因太陽能電池?zé)o法發(fā)電導(dǎo)致電力不足所致,但專家認(rèn)為,“瞳”可能受到空間碎片的撞擊。
劉靜指出,空間碎片對航天器的危害主要是撞擊危害,因為速度是每秒7.9公里在軌,如果兩個對頭相撞,就可以達(dá)到16。如果一厘米的碎片撞到一個航天器上,速度相當(dāng)于五、六十公里時速的轎車。所以,航天器如果碰到這樣的碰撞,是致命的。
為了更好的應(yīng)對空間碎片,國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心正式成立,這樣就能和其他國家一起,做到監(jiān)測常規(guī)化、預(yù)警常態(tài)化、信息透明化和減緩制度化。
劉靜表示,各國都有衛(wèi)星,衛(wèi)星之間如果是有非常近距離的交匯,比如說幾米,20米,30米這樣的,這時候就要規(guī)避。究竟你來避還是我來避,你機動還是我機動,所以有一個外星避碰的協(xié)調(diào)需求,這個事通常是落到國家航天局身上。
當(dāng)中心監(jiān)測到衛(wèi)星出現(xiàn)問題,需要針對這些問題做出詳細(xì)分析,國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心綜合部副部長于友成介紹稱,我們監(jiān)測到解體碎片的軌道信息或者相關(guān)數(shù)據(jù)后,會通過技術(shù)手段進(jìn)一步分析,什么時候發(fā)生解體?什么位置發(fā)生解體?相當(dāng)于把它的一些特性分析出來,提供給決策部門,為決策做技術(shù)支撐。
據(jù)了解,,現(xiàn)在國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心的監(jiān)測手段主要以光學(xué)、天文望遠(yuǎn)鏡為主。于友成表示,在航天器有載人任務(wù)時,空間碎片對于監(jiān)測的需求是最大的,現(xiàn)在執(zhí)行各項航天任務(wù)時,基本可以做到提前三天預(yù)警。
于友成指出,發(fā)射預(yù)警的目的是這樣,它有一個發(fā)射窗口,比如在多少時間內(nèi)發(fā)射通過計算,然后在這個窗口里,在哪個時刻發(fā)射,它的碰撞風(fēng)險最低,或者是可以接受的。對于在軌預(yù)警,主要是發(fā)射入軌后,已經(jīng)在正常工作,比如未來三天或未來一天,會不會遭遇在軌其他物體的碰撞風(fēng)險,這是在軌預(yù)警會關(guān)注的問題。
隨著航天活動的頻繁增長,空間碎片也像滾雪球一樣越滾越大。目前除了大于10cm的太空碎片有超過兩萬個,大于1cm的還有超過20萬個,總數(shù)量超過1個億,而這一數(shù)字還在不斷被更新。這意味著,光做減緩可能并不夠,還要去清除碎片:
劉靜表示,設(shè)置一個保護(hù)區(qū),在保護(hù)區(qū)之內(nèi),所有航天任務(wù)結(jié)束后必須推離這個保護(hù)區(qū),好讓這個軌道永遠(yuǎn)騰出來給有用的衛(wèi)星用。
當(dāng)然,國家航天局空間碎片監(jiān)測與應(yīng)用中心的成立,除了應(yīng)對空間碎片,還有一個更重要的使命,就是預(yù)防小行星撞地球。小行星第一次撞地球,導(dǎo)致恐龍滅絕,而第二次就是那顆百米級的小行星幾百年前在西伯利亞上空時擦大氣而過,但是掉了一些東西下來,從而改變了整個西伯利亞的生態(tài);而最近的那次,2013年墜落在俄羅斯中部烏拉爾山區(qū)的隕石直徑約15米、重10噸,在進(jìn)入大氣層后因摩擦而引發(fā)的爆炸威力是二戰(zhàn)日本廣島原子彈爆炸威力的20倍。由此產(chǎn)生的沖擊波,4000多座建筑的玻璃窗被震碎,有的屋頂還出現(xiàn)坍塌。
劉靜表示,一般這種小行星特別小,觀測能力如果有限的話,只看到一個小段段,沒法預(yù)測。大家如果有多段數(shù)據(jù),多個國家的數(shù)據(jù)或者不同角度的數(shù)據(jù)的話,最后就可以定出一個軌道來,比較準(zhǔn)確地預(yù)報它落在哪區(qū)。
劉靜說,預(yù)測距離地球最近的一顆小行星,大約在2048年可能會與地球再次有交集,目前各國正在針對它做技術(shù)防御方案。怎么防御它?大家都在探討。在這個組里頭,有很多技術(shù)專家,也有很多政府官員,最后的目的還是為了準(zhǔn)確預(yù)測后,給出正確決策,看看大家共同來應(yīng)付,讓地球不至于毀滅。
本文關(guān)鍵詞:航天器,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:40970
本文鏈接:http://www.sikaile.net/wenshubaike/gckj/40970.html