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No. 1
  簡單來說,就是在人類探索宇宙的過程中,被有意無意地遺棄在宇宙空間的各種殘骸和廢物。
  最近,nasa(美國國傢航空航天局)憂心忡忡地公佈:2005年1月17日,南極上空885公裏,發生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一塊31年前發射的,美國雷神火箭推進器遺棄物,與中國6年前發射的長徵四號火箭cz-4碎片相撞。這是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。
  太空垃圾的名目繁多:大的有已經“壽終正寢”,但仍在空間軌道兜圈子的衛星、空間站等航天器,被遺棄的運載火箭推進器殘骸;中等有意外爆炸形成的碎片,如1996年6月3日,美國一枚飛馬座火箭發生爆炸,共産生了約300000個危害性碎片;小的有一些零部件,如星箭分離用的爆炸蠃栓、衛星包帶和彈簧等,還有宇航員“隨地亂扔”的垃圾,比如1965年,在美國首次太空行走過程中,宇航員愛德華失手丟掉了一隻手套(還好,一個月後,這衹時速近28000公裏,人類歷史上殺傷力最大的手套墜入大氣層燒毀);更多的則是極其微小的空間微粒,如航天器脫落的油漆顆粒等。
  太空垃圾危害知多少?
  自上世紀50年代開始進軍宇宙以來,人類已經發射了4千多次航天運載火箭。據不完全統計,太空中現有直徑大於10釐米的碎片9千多個,大於1.2釐米的有數十萬個,而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。
  不要小看這些太空垃圾,由於飛行速度極快(6-7公裏/秒),它們都藴藏着巨大的殺傷力,一塊10剋重的太空垃圾撞上衛星,相當於兩輛小汽車以100公裏的時速迎面相撞——衛星會在瞬間被打穿或擊毀!試想,如果撞上的是載人宇宙飛船……
  而且人類對太空垃圾的飛行軌道無法控製,衹能粗略地預測。這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛,隨意亂開的汽車一樣,你不知道它什麽時候剎車,什麽時候變綫。它們是宇宙交通事故最大的潛在“肇事者”,對於宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。
  目前地球周圍的宇宙空間還算開闊,太空垃圾在太空中發生碰撞的概率很小,但一旦撞上,就是毀滅性的。更令航天專傢頭疼的是“雪崩效應”——每一次撞擊並不能讓碎片互相湮滅,而是産生更多碎片,而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天,等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時候,人類探索宇宙的道路該何去何從呢?
英文
  spacetrash
簡介
  按照火箭科學家專業的說法叫做“軌道碎片”,不過一般人都將其稱為“太空垃圾”。別小看了這些零零碎碎的太空垃圾,據統計,直徑大於1釐米的空間碎片數量竟然超過11萬個,而大於1毫米的空間碎片超過三十萬個。驚訝有這麽多的垃圾嗎?其實,歸根結底都是我們人類自己製造的。
太空垃圾是什麽?
  簡單來說,就是在人類探索宇宙的過程中,被有意無意地遺棄在宇宙空間的各種殘骸和廢物。
  最近,NASA(美國國傢航空航天局)憂心忡忡地公佈:2005年1月17日,南極上空885公裏,發生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”——一塊31年前發射的,美國雷神火箭推進器遺棄物,與中國6年前發射的長徵四號火箭CZ-4碎片相撞。這是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。
  最早提出“太空垃圾”概念的是防空部隊的值班人員,因為監控宇宙空間的部門每天要監視5萬多個物體,太空垃圾常令他們迷惑。16年前,加拿大某氣象臺宣佈,發現了英仙星座附近有星體爆炸。後來纔弄楚,這不過是一顆廢棄人造衛星在太陽光反射下造成的效果。另據俄報載,1987年,曾發生過因連接器擰不緊,“量子”艙無法同“和平”號對接的情況。當時,經驗豐富的地面控製中心認為,艙外肯定有物質幹擾對接,於是派一個考察組上去檢查,結果發現那裏有一個金屬殘片。
  20世紀60年代以前,沒人聽說過太空墜落物,但是自1973年以來,每年有數百塊太空垃圾墜落地球。但由於其在經過大氣層與空氣産生的急劇摩擦使得這些垃圾在未通過大氣層時就自我燃燒殆盡,在大氣層的保護下就自我毀滅了。萬幸的是,迄今沒有大型的太空垃圾墜嚮地球,因此也尚未傷人。
  美國東部時間2009年2月10日上午11時55分(北京時間2月11日晚0時55分),美國和俄羅斯的兩顆通信衛星在太空相撞並産生大量太空垃圾,這極有可能會對國際空間站構成威脅。
  美國宇航局(NASA)表示,他們還需要數周時間來判斷此次事故帶來的破壞程度,目前衹是在對約500塊體積較大的碎片進行跟蹤。
  根據其通報,這次衛星相撞發生地點位於西伯利亞上空790公裏,兩顆相撞的衛星分別是美國1997年發射的一顆銥星,以及俄羅斯1993年發射的一顆衛星。前者是銥星公司運行中的66顆通訊衛星之一,後者則是一顆報廢的俄羅斯衛星。
  這也是人類歷史上首次發生衛星相撞事故。
  美國宇航局太空垃圾跟蹤首席科學家尼古拉斯·約翰遜(Nicholas L. Johnson)說,儘管以前曾經觀測到三次很小的碰撞,但是這麽大的兩顆通訊衛星撞到一起還是第一次。
  近年來,隨着地球外層空間逐漸被人造物體所充斥,太空交通控製問題也已經日益突出。
  根據美國宇航局的統計,目前地球軌道上有大約4000個運行中或報廢的人造衛星和火箭殘體,此外還有大約6000個可以看到並跟蹤的太空垃圾碎片;而直徑超過一釐米的太空垃圾,更多達20萬個。這些物體大多數的運行速度,都在2萬公裏/小時以上。
  運行在地球軌道上的這些物體無時無刻不對衛星本身的安全、航天飛機以及國際空間站的安全構成威脅。
  根據美國憂思科學聯盟(Union of Concerned Scientists)截至2009年1月21日的統計數據,目前運行在地球軌道上的人造衛星為905顆,其中美國443顆、俄羅斯91顆、中國54顆,最為擁擠的地球同步軌道(高度35860公裏,赤道上空,傾角為0)上的衛星為366顆。近地軌道(700公裏到2000公裏)上有442顆。
  2008年10月,來自美國、歐盟、俄羅斯和中國的幾百名太空安全專傢曾經在意大利羅馬召開了一次國際太空安全會議,其議題就是“民用太空環境安全預警”。
  這次會議的發起人之一,世界安全基金會(Secure World Foundation,SWF)的技術顧問布萊恩·維頓(Brian Weeden)就表示,直到目前,太空環境安全的討論還衹限於軍事範疇。
  但他提醒說,太空環境安全預警不僅對於軍事行為至關重要,也對於民用航天器生死攸關,因此必須在國際範圍內建立一套類似於目前管理民用航空係統的太空交通管製係統,以避免日後出現的混亂。而在目前,少有企業和國傢擁有獨立完成和運行這樣的係統的資源。
  早在1985年,美國主要政府智囊機構阿斯平戰略集團就提出,地球同步軌道上的航天器正在以每十年翻一番的速度增加,將顯著增大太空行為的難度和太空事故的可能性,因此必須提高美國的太空監測和跟蹤能力。
  這在很大程度上,促成了美國太空監視網的進一步完善。目前這套網絡由分佈在全球的25個陸基雷達站點組成,能夠發現在3萬公裏高空飛行的直徑衹有十釐米的物體,迄今他們已經對超過數萬個繞地飛行的太空物體進行過跟蹤調查,嚴密監控中的在軌目標達1.8萬個。
  不過要將全球隸屬於各個國傢、具備不同用途,甚至包含軍事機密的人造衛星納入到統一的太空交通管製係統,儘管技術上的障礙不難剋服,政治上卻存在難以逾越的鴻溝。
  美國華盛頓防務信息中心主任特麗莎·海申斯(Theresa Hitchens)就表示,隨着軍事上投入的增加,也迫切需要建立一套用於非軍事用途的中立的數據分享係統,以確保透明和避免摩擦。
  目前運行中的在綫衛星跟蹤係統Celes Trak,可以根據美國北美太空安全司令部(NORAD)的監測數據跟蹤太空中衛星的運行情況,並每周提供一份“蘇格拉底報告”(SOCRATES:Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encountersin Space),預測在下一周可能發生的衛星軌道交錯事件。
  不過這次的衛星相撞事件卻並未被預測到,原因是俄羅斯衛星脫離了原有軌道。位於美國休斯頓約翰遜太空中心負責研究軌道殘骸的專傢馬剋·馬特尼(Mark Matney)就指出,俄羅斯的衛星首先失去了控製,並脫離了原先的軌道,因此造成了此次撞星事故。
  但他同時也警告說,如果國際社會不能盡快采取措施,“我們知道這種相撞事故遲早會發生的。”
有多少太空垃圾?
  太空垃圾的名目繁多:大的有已經“壽終正寢”,但仍在空間軌道兜圈子的衛星、空間站等航天器,被遺棄的運載火箭推進器殘骸;中等有意外爆炸形成的碎片,如1996年6月3日,美國一枚飛馬座火箭發生爆炸,共産生了約300000個危害性碎片;小的有一些零部件,如星箭分離用的爆炸蠃栓、衛星包帶和彈簧等,還有宇航員“隨地亂扔”的垃圾,比如1965年,在美國首次太空行走過程中,宇航員愛德華失手丟掉了一隻手套(還好,一個月後,這衹時速近28000公裏,人類歷史上殺傷力最大的手套墜入大氣層燒毀);更多的則是極其微小的空間微粒,如航天器脫落的油漆顆粒等。
  那麽在近地球軌道究竟有多少太空垃圾呢?有人估算,自開闢太空時代50年來,太空垃圾大約已有2.5萬塊。由於其中許多物體在進入大氣層時燒掉了,現在能夠看到的大約有9000件。而且,一個太空飛行器若在600公裏的高空飛行,它將圍繞地球轉25~30年,如果它位於1000公裏的高度,則可飛行到4001年,如果再高,它則幾乎會成為永恆的物體。如今,太空中這種“長壽”垃圾越來越多,清除將是極其艱難的。
太空垃圾危害知多少?
  自上世紀50年代開始進軍宇宙以來,人類已經發射了4千多次航天運載火箭。據不完全統計,太空中現有直徑大於10釐米的碎片9千多個,大於1.2釐米的有數十萬個,而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。
  不要小看這些太空垃圾,由於飛行速度極快(6~7公裏/秒),它們都藴藏着巨大的殺傷力,一塊10剋重的太空垃圾撞上衛星,相當於兩輛小汽車以100公裏的時速迎面相撞——衛星會在瞬間被打穿或擊毀!試想,如果撞上的是載人宇宙飛船……
  而且人類對太空垃圾的飛行軌道無法控製,衹能粗略地預測。這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛,隨意亂開的汽車一樣,你不知道它什麽時候剎車,什麽時候變綫。它們是宇宙交通事故最大的潛在“肇事者”,對於宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。
  目前地球周圍的宇宙空間還算開闊,太空垃圾在太空中發生碰撞的概率很小,但一旦撞上,就是毀滅性的。更令航天專傢頭疼的是“雪崩效應”——每一次撞擊並不能讓碎片互相湮滅,而是産生更多碎片,而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天,等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時候,人類探索宇宙的道路該何去何從呢?
  太空垃圾是人類在進行航天活動時遺棄在太空的各種物體和碎片,它們如人造衛星一般按一定的軌道環繞地球飛行,形成一條危險的垃圾帶。太空垃圾可分為三類:一是用現代雷達能夠監視和跟蹤的比較大的物體,主要有種種衛星、衛星保護罩及各種部件等,這類垃圾目前已達8000多個;二是體積小的物體,如發動機等在空間爆炸時産生的,其數量估計至少有幾百萬;三是核動力衛星及其産生的放射性碎片,到2000年,這類衛星送到地球軌道上的碎片達3噸。
  1957年10月4日,前蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星,揭開了人類空間時代的序幕,同時也為太空送去了第一批垃圾。當時,宇航員完成飛行任務,把衛星的裝載艙、備用艙、儀器設備及其他遺棄物都留在了衛星軌道上。此後,隨着人類太空史上的一次次壯舉,太空垃圾與日俱增。人類先後已將4000餘顆衛星送入太空,目前仍在正常運轉的僅有400餘顆,其餘的或墜毀於地球表面,或遺留在太空,成為太空垃圾。據統計,目前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔,而其數量正以每年2%~5%的速度增加。科學家們預測:太空垃圾以此速度增加,將會導致災難性的連鎖碰撞事件發生,如此下去,到2300年,任何東西都無法進入太空軌道了。
  太空垃圾給航天事業的發展帶來了隱患,它們成為人造衛星和軌道空間站的潛在殺手,使宇航員的安全受到嚴重威脅。要知道,太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎面而來的直徑為0.5毫米的金屬微粒,足以戳穿密封的飛行服;人們肉眼無法辨別的塵埃(如油漆細屑、塗料粉末)也能使宇航員殞命;一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸可將人造衛星撞成“殘廢”,可將造價上億美元的航天器送上絶路。在人類太空史上,太空垃圾造成的事故和災難屢見不鮮。1983年,美國航天飛機“挑戰者”號與一塊直徑0.2毫米的塗料剝離物相撞,導致舷窗被損,衹好停止飛行。前蘇聯的“禮炮—7”號軌道站也多次被此類“塵埃”損壞。1986年,“阿麗亞娜”號火箭進入軌道之後不久便爆炸,成為564塊10 釐米大小的殘骸和2300塊小碎片,這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛星“命赴黃泉”!1991年9月15日,美國發射的“發現者”號航天飛機差一點與前蘇聯的火箭殘骸相撞,當時“發現者”號與這個“不速之客”僅僅相距2.74千米,幸虧地球上的指揮係統及時發來警告信號,它纔免於喪生。據計算,目前太空軌道上每個飛行物發生災難性碰撞事件的幾率為3.7%,發生非災難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算,今後將每5~10年可能發生一次太空垃圾與航天器相撞事件,到2020年將達到2年一次。
  太空垃圾不僅給航天事業帶來巨大隱患,而且還污染了宇宙空間,給人類帶來災難,尤其是核動力發動機脫落,會造成放射性污染。目前,美國和前蘇聯在空間的核反應堆中有1噸的鈾—235及其他核分離物。前蘇聯共發射31顆核動力偵察衛星,其中已有兩顆給地面帶來污染:1978年,“宇宙954”號大量放射性殘骸落入加拿大的斯剋拉芬海;1983年,“宇宙1402”號的反應堆芯落入南大西洋。
如何對付太空垃圾?
  從法規上,主要是訂立規章,規範航天發射,盡量減少太空垃圾的産生。在技術上,所提出的措施則多種多樣。其中,一個要加強觀測,通過天文望遠鏡觀察太空垃圾,及時發出警報。但是,天文望遠鏡衹能觀察到10釐米以上的垃圾,小的還看不到。為此,有的科學家提出給宇宙飛行器加上有陶瓷材料和高分子材料製成的盾牌,抵擋小垃圾的撞擊。另外,還有人提出,使用小衛星和離子火箭,緩慢接近垃圾,然後或是將其軌道改變或是摧毀它,以便減小威脅。
  減少太空垃圾,歸結起來是“避、禁、減、清”
  避:就是對太空垃圾進行嚴密監視與跟蹤,並采取有效的技術手段,使航天器及時避開太空垃圾
  禁:就是國際上製定有關法規,禁止在空間進行實驗和部署各種武器,限製發射核動力衛星,使空間成為為人類文明服務的和平空間。
  減:就是發射航天器的國傢應采取措施,盡量減少太空垃圾的增加。
  清:就是發展太空垃圾清除技術,有些專傢提出設想,運用激光的力量,使大塊垃圾首先改變運行軌道,然後將其氣化。
  火箭末級,采取轉移軌道措施,使其返回大氣層燒毀;對已達到預定壽命的衛星,讓其獲得逃逸速度,遠離近地空間或轉用清除裝置進行清除。有些專傢提出設想,運用激光的力量,使大塊垃圾首先改變運行軌道,然後將其氣化。
  人類衹有一個空間,隨着人類對太空環保的重視,太空垃圾必將得到治理,那時人類將重新獲得一個美麗而清潔的宇宙太空,宇宙遨遊將美麗而浪漫。
太空環境亟須維護
  一開始,空間站的人們沒有註意垃圾問題,專用的垃圾集裝箱裝滿後就通過艙口丟到太空。隨着時間的推移,科學家們開始關註近地球軌道的生態問題,决定不再嚮太空拋棄垃圾。在“和平”號空間站上,垃圾被裝袋保存着,待“進步”號貨運飛船到來後,將貨卸下來,把垃圾裝進去,於是這些垃圾就同貨運飛船一起在大氣層中燒掉。 據俄報載,美國“奮進”號航天飛機直至現在還將廢棄品拋嚮太空。如此遲早有一天,人類要為自己在太空丟棄的各種垃圾承擔後果。
太空垃圾已接近臨界引爆點
  美國宇航局:50年太空開發給我們頭頂的天空留下大量垃圾:火箭推進器殘骸、人造衛星碎片、脫落的油漆,甚至一隻宇航員的手套。近日,美國宇航局(NASA)的科研人員稱,太空垃圾的臨界引爆點正在來臨。即使不再發射太空飛船,到2055年,由碰撞所産生的新碎片數量將超過落回地球和燃燒掉的碎片總數。
  伯爾尼大學天文學院與歐洲航天局合作追蹤太空垃圾已經8年,其間,進行過多次太空碎片的測算。瑞士伯爾尼大學天文學院(Bern University's Astronomical Institute)教授Thomas Schildknecht和他的研究小組參與了對太空的監控。這個科研小組將安置在西班牙島嶼特納裏夫(Tenerife)和伯爾尼附近的光學望遠鏡對準2萬~3.6萬公裏的高空,對那裏的太空垃圾作搜索和監控。
  歐洲航天局的模型顯示:有60多萬個直徑超過1釐米的太空垃圾以數千公裏的時速圍繞着我們的星球橫衝直撞。美國空間監視網(Space Surveillance Network)對約1.2萬個直徑超過10釐米的碎片進行監控,但大多數的碎片物質還是沒有被觀察到。
  科研人員指出,在低空軌道(2千公裏高度以內)上,一個1釐米見方、速度為每秒15公裏的微小碎片若撞上運行中的人造衛星,可能造成的破壞等同於一枚手榴彈的威力。
  “在低空軌道,那裏有空間站和載人飛船。以國際空間站為例,人們認為,在今後10年內,它被太空垃圾嚴重撞擊的可能性達到50%。”Schildknecht說。
  “如今還沒有像真空吸塵器之類能夠有力地清理太空垃圾的可行辦法。”Schildknecht表示,“因而國際上大多數努力將重點放在追蹤較大碎片上,以預防碰撞的發生,避免産生更多碎片。”
  8年來,在伯爾尼和特納裏夫,Schildknecht和他的科研小組與歐洲航天局(European Space Agency)合作,對在高空急速飛行的小碎片建立了清單。他們的調查結果用來幫助指導人造衛星穿過碎片地帶。Schildknecht說:“目前,每一兩個月,就有一個人造衛星被指引遠離飄浮着的太空垃圾的軌道。”
  科研小組的另一部分工作則是提醒太空組織,更清醒地認識到環境問題到底有多嚴重。“這就像地球上的垃圾處理。我們碰到的是15年前産生的垃圾,當時人們還根本不曉得這回事。”Schildknecht說,“在某些高度上,如800至1000公裏處,問題正變得越來越糟糕。因為那裏有許多人造衛星,隨着時間推移,它們也可能産生碎片。大多數碎片會逐漸落下,在進入大氣層之前,它們會聚集在較低的高度上。最大的問題並非是給地球造成的風險,而是對太空使命的危害。各太空機構對這一問題的認識不斷加強,並開始迫使商業組織遵守最低綱領。最終目標將是編製一套行業守則,以限製太空探測産生的碎片數量。”
  但美國俄剋拉荷馬州的Lottie Williams並不同意Schildknecht的看法。他是有史以來第一位,也是唯一一位被人造太空碎片擊中的人。1997年1月22日,她在塔爾薩的公園裏散步時,被一個15釐米的金屬塊擊中肩部,這個金屬塊後被確認是1996年將一枚美國空軍衛星發射升天的Delta II火箭的燃料箱碎片。所幸的是,Williams並沒有受傷。
高爾夫球:太空垃圾新品種
  新華網:漂移在太空中的各色廢棄物,多年來已然纍積成一片浩瀚的“垃圾海洋”,給航空飛行造成諸多隱患。為此,美國國傢航空和航天局一嚮對國際空間站中航空垃圾的産生與處理十分謹慎。然而近日,原本嚴格的太空垃圾處理原則卻出現鬆動,原因衹為一隻小小的高爾夫球。
  國際空間站中的廢棄物如何處理,一直是美國國傢航空和航天局謹慎面對的難題,任何要丟棄在太空的垃圾都要進行嚴格篩選。不過最近,國傢航空和航天局忽然放寬政策——“打開後門,扔掉就是了”。
  原來,這是國傢航空和航天局給“太空高爾夫”開的“後門”。這樣一來,也許在不久的將來,高爾夫球將成為茫茫“太空垃圾海洋”中的新品種。
  “元素21”是加拿大一傢高爾夫球桿廠,為了使自己的品牌走嚮世界,該廠商不惜重金邀請俄羅斯宇航員米哈伊爾·秋林完成“太空一擊”的廣告宣傳。據英國《每日電訊報》19日報道,秋林在22日完成太空行走之後,將用該品牌球桿,在太空中揮出這記世上飛行時間最長的高爾夫球。
  國傢航空和航天局稱,秋林打出的這衹高爾夫球會在太空軌道上飛行3天,然後在墜落大氣層時燃毀。不過,俄羅斯科學家認為,這衹球可能要繞着地球轉3年之久。令人寬慰的是,有關專傢已經表示,太空垃圾若與空間站相撞並造成損失,需要相當於重20噸卡車以每小時100英裏(約161公裏)的速度行駛時産生的能量,這衹高爾夫球還不致有如此威力。
英文解釋
  1. n.:  space trash; space junk
相關詞
衛星軍用衛星衛星相撞太空事故航天器航天知識
包含詞
太空垃圾清潔工科學家發現新的太空垃圾