超過1億件這樣的垃圾該如何清理？用“漁網(wǎng)”還是“魚叉”？

“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，三名宇航員在太空執(zhí)行修復(fù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)過程中，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。美國航空航天局估計，地球軌道上太空碎片的數(shù)量至少有1億件，移動速度可達(dá)每小時28000公里。足以損壞衛(wèi)星或火箭。

 

二十一萬億分之一的“天外來客”

 

北京時間4月2日8時15分左右，“天宮一號”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程中燒蝕銷毀。對于太空碎片墜落時是否會造成災(zāi)難的疑慮，專家表示地球上的人被太空碎片擊中的概率大約是二十一萬億分之一。

 

盡管概率很低，但是卻曾經(jīng)真實發(fā)生過。2009年夏天，英國亨伯賽德郡的一對老夫婦，就被這樣一個突如其來的“天外來客”打破了寧靜的生活。

 

他們在家中聽到巨大的響聲從屋頂傳來，隨后發(fā)現(xiàn)屋頂有個大洞。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”。它不僅標(biāo)志著太空時代的開始，同時也成為太空“白色污染”的開始。

 

太空垃圾的產(chǎn)生方式分為兩種：一類是來自宇航員不慎遺落在太空的各種零件和生活垃圾；另一類是由衛(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畫展示了，從1957年人類發(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際空間站。火箭上搭載著一顆名為“清除太空碎片”的衛(wèi)星平臺。

 

當(dāng)衛(wèi)星與國際空間站對接后，空間站內(nèi)的航天員會通過空間站內(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，開始執(zhí)行清理太空垃圾的測試任務(wù)。

 

測試任務(wù)預(yù)計將在今年5月下旬開啟。屆時，將測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)以測試其有效性。

 

意大利太空專家 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。

 

方式二：用魚叉拖回

 

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

 

對于如何保證不會在操作過程中進(jìn)一步破損成更多碎片，空中客車高級項目工程師韋曼表示，他們設(shè)計了一種拋出的裝置，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“各顯神通”

 

此外，為了清理這些垃圾，各國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)來模擬再現(xiàn)衛(wèi)星周圍的運(yùn)動狀況，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，共同打造出一個巨型“磁網(wǎng)”。“磁網(wǎng)”由強(qiáng)韌而有彈性的金屬纖維制成，長300米，寬30厘米，可產(chǎn)生一個磁場，吸引地球軌道上的一些太空碎片。