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《地心引力》灾难示警
2013-12-02 08:57:25来源:让绿子弹飞一会儿

  《地心引力》近日在中国上映获得好评。影片中,俄罗斯摧毁了本国的一颗间谍卫星,就此引发连锁反应并酿成灾难。外媒BBC对此表示,现实中也可能发生类似的灾难。事实上,太空垃圾确实达到了一个临界点,而“贡献”最多的国家是俄罗斯及独联体国家、美国和中国。

  太空灾难可能发生吗?

  据网易探索综合报道,《地心引力》中故事发生的时间距离现在并不遥远。影片的故事背景为最后一次哈勃望远镜维修任务。影片中,俄罗斯摧毁了本国的一颗间谍卫星,就此引发连锁反应并酿成灾难。这一故事起源的灵感就来自于“凯斯勒综合症”。

  1978年,美国宇航局科学家唐纳德•凯斯勒首次提出一项理论:地球周围太空的物体(卫星和各种太空垃圾)密集度已经达到令人担忧的程度。由于轨道中的物体飞行速度极快,如果一颗卫星偏离轨道或者遭到一颗流星的撞击,这种事故将产生连锁反应,进而有大量卫星被毁,变成太空垃圾,对国际空间站等航天器的安全构成威胁。这一理论被命名为“凯斯勒综合症”。

  凯斯勒担心巨大的撞击会加速这一过程,破坏绝大多数通讯卫星,所形成的碎片带让人类在长达几十年时间里无法向太空发射任何新的无人或者载人航天器。在影片《火星人玩转地球》中,皮尔斯•布鲁斯南饰演的唐纳德•凯斯勒教授的原型就是这位宇航局科学家。虽然被太空碎片撞击的可能性很低,但并不代表没有这种可能性。美国的太空司令部一直对大大小小的太空垃圾进行监测。一旦飞入国际空间站或者航天飞机的轨道,太空垃圾便可能对它们的安全构成威胁。如果预见到可能有这种情况发生,他们便会让空间站和航天飞机稍微偏离轨道,避开太空碎片。然而《地心引力》的科学顾问凯文•格雷泽也指出,一旦航天飞机遭受到像电影中那样强度很大的撞击而进入旋转状态,就根本无法阻止其继续旋转。即使努力尝试,RCS(反应控制系统)推进器的燃料也会在旋转停止之前耗光。

  BBC网站的文章指出,类似这样的灾难不仅仅是科幻影片中的一个情节,在现实中也可能出现。2007年1月,中国从地面发射一枚导弹,摧毁了自己的一颗报废的气象卫星,同时形成数千块高尔夫球大小或者更大的碎片,足以破坏沿途的任何物体。当时,一些碎片在国际空间站附近飞过。2013年初,俄罗斯的一颗小卫星被太空垃圾撞成重伤。美国媒体报道称,肇事者是中国2007年进行反卫星试验时产生的卫星碎片。从这些角度上来说,影片呈现的灾难具有一定可信度。

  谁在太空扔的垃圾最多?

  在地球上方的轨道空间充斥着大量的太空垃圾,它们高速运行,具有巨大破坏力,若与运作中的人造卫星、载人飞船或国际空间站相撞,会危及到设备甚至宇航员的生命。数据显示,对太空垃圾贡献最多的国家分别是俄罗斯及独联体国家、美国和中国。

  据计算一块直径为10厘米的太空垃圾就可以将航天器完全摧毁,数毫米大小的太空垃圾就有可能使它们无法继续工作。美国航天局(NASA)统计称,地球卫星轨道上目前能追踪到的超过10厘米的物体超过22000件,其中只有1000件是正在工作的航天器,其余的都是太空垃圾。直径在1到10厘米的太空碎片约有50万块,直径小于1厘米的估计有上千万块。

  一般来说,太空垃圾主要来自已退役的卫星、探测器等空间飞行器、空间物体之间的碰撞产生的碎块、运载火箭残骸以及航天员遗落在太空的物品。根据NASA的数据,截止到2013年7月3日,地球卫星轨道上共有航天器16602件,其中运载火箭残骸等太空垃圾12990件。

  第1名:俄罗斯及独联体国家

  贡献率:37%

  数量(件):卫星1426运载火箭残骸等垃圾4798共计6224

  贡献速度: 1996年全年平均贡献100-120件,1996—2006年间每年平均贡献44件。

  主要来源:

  (1)前苏联60至70年代所进行的一系列反卫星武器试验为太空垃圾的主要来源之一。

  (2)前苏联曾进行了19次卫星拦截、爆炸试验,给太空带来了500至1000块大小不等的碎块垃圾。

  应对:俄罗斯空间监视系统(Space Surveillance System, SSS)对约10厘米以上的较大太空垃圾进行编录并实时监视。

  第2名:美国

  贡献率:30%

  数量(件):卫星1137运载火箭残骸等垃圾3786共计4923

  贡献速度: 1996年全年平均贡献100-120件,1996—2006年间每年平均贡献16件。

  主要来源:

  (1)美国在80年代重新启动反卫星武器计划,研发出ASM-135反卫星飞弹,并在1985年进行实验击毁了一个环绕地球卫星,制造上千块大于1厘米的太空垃圾。

  (2)20世纪60年代执行西福特计划,将4亿3000万根铜制偶极天线散布在轨道上形成云状环,反射无线电信号以便海外美军能更好地与本国联系。直到现在仍有相当数目的针残留在轨道上,偶然才会返回大气层。

  应对:

  (1)美国空间监视网络(US Space Surveillance Network, SSN)对约10厘米以上的较大太空垃圾进行编录并实时监视。

  (2)美国宇航局提出了一项“清理”近地太空的方法。美国密歇根大学的一个科研组正在研究一种利用气体脉冲射击太空碎片新技术。通过把大气气体脉冲发射到目标碎片必经路线上,增加太空垃圾的摩擦力,令其下降坠落到地球大气层里。

  第3名:中国

  贡献率:22.5%

  数量(件):卫星143运载火箭残骸等垃圾3595共计3738

  贡献速度: 1996—2006年间每年平均贡献约28件。

  主要来源:在2007年进行的反卫星试验估计共造成了2300件以上(2007年12月13日数据)的可被追踪的(尺寸大于高尔夫球)、35000多片大于1厘米的和100多万个大于1毫米的太空垃圾。由于在目标卫星的轨道高度大气阻力非常小,这些太空垃圾将在轨道上运行数十年后才能被逐渐耗尽。

  应对:“中国科学院空间目标与碎片观测研究中心”2005年3月初在中科院紫金山天文台成立,将为中国在空间航天领域建起安全预警系统。

  第4名:法国

  贡献率:3%

  数量(件):卫星57运载火箭残骸等垃圾441共计498

  主要来源:已退役的卫星、探测器等空间飞行器;运载火箭残骸

  应对:与美国签署了关于“太空环境治理合作”的“原则声明”。旨在共同追踪太空垃圾,以避免其威胁“至关重要的卫星”。

  第5名:日本

  贡献率:1.2%

  数量(件):卫星125运载火箭残骸等“垃圾”82共计207

  主要来源:已退役的卫星、探测器等空间飞行器;运载火箭残骸。

  应对:

  (1)在美星空间警戒中心、上斋原空间警戒中心进行太空垃圾的观测工作。

  (2)在日本本州岛冈山县一台远程控制雷达从2011年4月6日起开始工作,该雷达主要作用是跟踪太空垃圾的移动。这是世界上第一台专门用来跟踪太空垃圾移动雷达,该雷达将由位于日本大阪附近茨城的航天中心进行远距离控制。

  第6名:印度

  贡献率:1%

  数量(件):卫星51运载火箭残骸等“垃圾”121共计172

  主要来源:已退役的卫星、探测器等空间飞行器;运载火箭残骸。

  应对:致力于提高研发技术,尽量少发“垃圾”火箭。

  第7名:欧洲航天局

  贡献率:0.5%

  数量(件):卫星44运载火箭残骸等垃圾47共计91

  主要来源:已退役的卫星、探测器等空间飞行器;运载火箭残骸。

 
责任编辑:庞宇赟

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