太空垃圾餐馆(2)

    电脑模拟显示，即使人类再也不发射任何火箭，太空垃圾的数量在2055年之前会保持稳定，但之后则呈上升趋势，在未来两个世纪里，太空垃圾的数量也将从目前的9000块增加到11000万块。因为它们不断落入地球大气层的同时，太空垃圾在互相撞击时也会分裂成更多碎片。

    目前，美国太空监控网络正在跟踪约9000块直径至少有10厘米的太空垃圾，其中17%是火箭助推器，31%是已经废弃的卫星，38%是撞击留下的碎片，剩下的来自其他各种太空任务，总重达5500吨。

    此外，还有成千上万更小的太空碎片。大部分的碎片来自卫星爆炸，留在轨道中的燃料舱常常会因为高压而炸成碎片。美国宇航局2004年的一份报告显示，俄罗斯是太空垃圾的最大来源国，其次是美国。

    从1991年至今，科学家记录到了三起直径大于10厘米的太空垃圾间的相撞。最近的一次是2005年1月，一颗升空31年的废弃美国卫星和一些航天器残骸相撞。不过这三次撞击均没有造成更多太空碎片。

    研究人员预测，在未来200年中会发生18次撞击，数量虽然并不多，但是对于造价昂贵的卫星或者载人飞船来说，撞击的后果却可能是毁灭性的。太空碎片的运动速度达到每小时2.2万英里，这样的高速能使小块碎片在飞船或卫星上撞出一个洞，并导致电力短路等故障。

    太空垃圾最密集的空间位于距地球550—635英里之间。由于载人航天并不在这个高度，如国际空间站位于250英里的轨道上，因此对载人航天受到的威胁相对较小，但用于商业和科研目的的卫星仍然面临撞击威胁。

    研究人员在报告中称，只有清除轨道上的大型物体才能避免未来航天的潜在威胁。但无论是技术上或经济上，目前并没有可行的方式来清除这些太空垃圾，因此鼓励研究人员想出更好的办法。

    约翰逊说，目前大部分努力都集中在避免产生新的太空垃圾，但同时也应该开始考虑如何清除现有垃圾。目前，找到可行的清除方法是各国科学家面临的难题。

    为预防太空垃圾的产生，科学家提出给卫星或推进器添加引擎，帮助它们返回地球，但是这也会增加开销，让动力和控制系统变得更加复杂。此外，还有人提出在地面用激光改变太空垃圾的轨道，但由于太空垃圾的数量太多，动用激光还需要消耗大量能源，这样的方法也不现实。

    宇航专家们提出了许多对策，归结起来可用“避、禁、减、清”四个字来概括。所谓“避”，就是加速发展现代太空监视系统，对太空垃圾进行严密的监视与跟踪，并采取有效的技术手段，使航天器及时避开太空垃圾。所谓“禁”，就是国际上制定有关空间法规，禁止在空间进行试验和部署各种武器，限制发射核动力卫星，使空间成为为人类文明服务的和平空间。所谓“减”，就是发射航天器的国家应采取措施，尽量减少太空垃圾的增加。对末级火忌取未燃尽推进剂和高压气体排空，避免末级火棘炸。所谓“清”，就是发展太空垃圾清臣术，对已完成任务的运载火箭末级，采取转移轨道措施，使其返回大气层烧毁；对已达到预定寿命的卫星，让其获得逃逸速度，远离近地空间或转用清除装置进行清除。

    早在1947年，美国科学家惠普耳就提出了保护航天器免受高速飞行的太空垃圾袭击的方法。为了代替镶嵌在航天器表面越来越厚的保护层，惠普耳建议在保护层前安装一层防护屏，当太空垃圾与防护屏发生碰撞时，防护屏被击碎，同时太空垃圾也被撞碎变成粉末，从而解除了对航天器的威胁。俄罗斯国家航空系统科研所和科学院应用力学研究所的科研人员通过多年研究与试验，成功地开发出保护航天器免受与太空垃圾碰撞的新防护屏。该防护屏一个重要特点是在网状的防护屏上还涂了一层特殊材料，当太空碎片与其发生碰撞时，碰撞产生的能量使其与太空垃圾发生爆炸式的化学反应，大大促进了太空碎片变成粉末的过程。网状防护屏还能使与其碰撞的太空碎片横向面积增大，降低碰撞的强度。

    美国一家航空航天公司也提出利用所谓的“太空牧羊犬”清除太空垃圾的新设想。其方法是将发动机紧固在最大的碎片上，使碎片与地球相碰撞，但是要实现这一计划需要数量非常多的燃料。另一方案是装备可重复使用太阳能电池的飞船，利用电流与地球磁场相互作用时产生的力作机动飞行。飞船上装备有游动“牧羊犬”（放飞到碎片附近的小型飞船），“牧羊犬”围绕碎片飞行并寻找合适的对接点。从太空轨道上清除用上述方法收集的碎片将十分简单，只要减慢速度即可，甚至可以使任何一个飞船开足马力行驶，将自己的部分能量传递给被收集的碎片。

    虽然各国科学家已经在尽力解决这个问题，但目前仍没有人提出完美的解决方案。要彻底清除这些危险的太空垃圾，还需要全人类更大的努力。</p>

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