2022年的一天,中国天上的一颗卫星突然消失了,这件事并没有在中国掀起多大的波澜,但美国坐不住了,他们一口咬定中国又研制出了新的太空武器,并对全世界宣称,中国的这项技术会对其他国家的卫星造成威胁。
虽然美国的“中国威胁论”我们已经司空见惯了,但是我们也好奇,中国的那颗卫星是怎么消失的,为什么我们还没慌,美国就先慌起来了?他们到底在害怕什么?
其实,中国的这颗卫星之所以消失,是因为中国在做“太空垃圾清理实验”,那颗消失的卫星是被我们自己清理了。美国之所以很慌,是因为这项技术如果运用到军事领域,确实能对他们的卫星造成威胁,不过我们本着对太空负责的态度,只是单纯地想要让近地空间更加干净,做一个“太空清道夫”,至于是否真的会威胁美国卫星,那就要看他们的卫星是不是“垃圾”了。
中国研发太空垃圾清理技术也是迫不得已,因为这些垃圾已经影响到了中国的航天器安全,而产生这么多垃圾的罪魁祸首,还得从美国说起。
在人类进入太空之前,地球的近地轨道上是非常干净的,所以那时候还没有所谓的太空垃圾。但是上世纪50年代之后,苏美开始了“太空竞赛”,不断地往太空发射火箭和卫星,而那些从火箭、卫星上脱落的碎片,或者报废的卫星,就会留在近地轨道,成为了太空垃圾。
据记载,1961年苏联宇航员尤里加加林上太空的时候,太空里就已经有200块太空垃圾了。到1980年,太空中已经遗留了5000个人造物,这些人造物形态各异,有些甚至是火箭的整个发动机,就这样静静地漂浮在太空。起初这些太空漂浮物并没有对人类造成多大的危害,但是随着人类不断踏入太空,危害开始显露出来。
1990年,俄罗斯在太空建立了“和平号”空间站,当宇航员进入太空后,他们近距离感受到了太空垃圾的危险,差点因为太空垃圾永远留在了太空。
再到后来,随着各类导航卫星系统、气象卫星系统、通信卫星系统、军用卫星系统的进入太空,地球不同高度轨道上积累的人造天体越来越多了。虽然这些卫星刚开始还是对人类有帮助,但是一旦它们报废之后,也就变成了太空垃圾。
在2009年的一次统计中,可追踪到太空垃圾超过了9000个,这种密集程度很容易发生撞击事故。同一年,美俄的两颗卫星发生了相撞,这一次撞击产生了大量碎片,又制造了大约2000块太空垃圾。
很多人以为太空垃圾都是静止漂浮在太空上,没有什么危害,但其实它们运动速度都非常快。因为太空里没有空气阻力,一旦卫星撞击解体,那些碎片就会一直高速运动下去,直到再撞击到其他卫星或者碎片,它们的速度才会减下来。
据研究,在距离地面300到450公里的高度上的太空垃圾,运动速度到达每秒7到8公里,在36000公里高度的太空垃圾,可以达到每秒3公里,这样的速度甚至已经超过了狙击枪子弹的速度。
据测算,一块直径为10厘米的太空垃圾,就足以将航天器完全摧毁,而那些微小到几毫米的太空垃圾,可以让航天器无法正常工作。所以在太空中,这些太空垃圾就像放冷枪一样,不知道什么时候,就会对航天员和航天设备造成伤害。
据NASA最近几年的统计显示,目前人类能够追踪的太空垃圾大约有3.46万个,但其实还有1.3亿个太空垃圾因为太小而无法追踪。这些垃圾有70%都活动在距离地表2000公里的近地轨道,而这个范围又刚好是我们的空间站、飞船、卫星的活动区域,已经严重威胁航天员和航天设备的安全了。所以人类必须要对这些太空垃圾进行清理。
2022年中国发射的这颗太空垃圾清理卫星,叫做“实践-21号”,在这次任务中,它展示了用网捕获报废卫星的全过程。而被捕获的太空垃圾则被送到了“墓地地轨道”,这里的墓地轨道是指距离地面36300千米的高度,这里受到地球引力作用很小,太空垃圾被送到这里,就只会离地球越来越远,再也不会回来了。
虽然美国对我们的这一举动表现得忧心忡忡,但太空垃圾清理技术并不是我们首创,在我们之前,全世界早已经出现了各种各样的清理方案。
英国人前两年提出的方案叫做“鱼叉”计划,他们在卫星里安装一个鱼叉和渔网,通过视觉识别技术定位目标,然后射出鱼叉和渔网,把太空垃圾捕获并送回大气层让它自己焚烧殆尽。
美国有两套方案,一套是通过喷射气流来减缓太空垃圾的飞行速度,从而降低它的轨道高度,太空垃圾就会向大气层坠落并焚毁,这个方法虽然看上去效率很高,但是很考验喷射气流的时机、速度和方位,一不小心就会增加太空垃圾的速度,或者改变它的轨道,变得更加不可控。
还有一套叫做“太阳能冲浪者”方案,这个方案中使用的卫星只有0.1米宽,上面携带着一个0.1米长的机械臂,靠近太空垃圾之后,机械臂直接将其捕获,并送回大气层。整套设备采用太阳能供电,加上体积也很小,所以成本很低。不过正是因为体积太小,所以捕获的太空垃圾不能太大,否则仅凭着那点太阳能是很难拖动太空垃圾的。
而日本曾经想过用磁铁捕获太空垃圾,他们在卫星上配备了光学传感器和一组大型的磁铁,可以对一定范围内的目标进行搜索和吸附。在2021年的实验中,他们用这个方法成功捕获到了一颗迷你卫星。
还有俄罗斯曾提出“离子电击枪”的方案,他们在卫星上携带离子电击枪,一旦发现了太空垃圾就直接击毁,然后再把碎片推向大气层烧毁。虽然在实验中确实看得出作用,但是这种方式很可能还会产生更多的太空垃圾。
中国除了用网兜之外,还想过用激光清除,这个方案不需要发射卫星,而是直接在地面上建立“天基激光站台”,可以直接对太空中锁定好的目标进行激光切割,降低目标于运动速度,然后坠向大气层烧毁。这种方式降低了发射卫星的成本,而且激光的精度高,具有很高的可行性。
然而在美国人眼中,这套方案也是具有危险性,他们认为天基激光站很可能会成为天基激光武器,对他们的卫星和其他飞行器会造成威胁。
在他们眼中,只要中国有进步,对他们都是威胁,但是从历史上看,太空里之所以存在那么多太空垃圾,大部分都是因为当年他们在太空竞赛中遗留下来的,甚至连太空垃圾清理技术,都是他们首创,专门用来对付苏联卫星的。
野蛮暴力的人,不管看谁都和他们一样。本以为他们作为大国,不管曾经有多野蛮,后来应该会有所改变,但没想到几百年之后,他们的野蛮思维依旧根深蒂固。
前几年,当马斯克的星链系统组建起来之后,很多人都为美国的这一壮举欢呼,还有些人看到星链从中国上空过境的时候,也为马斯克叫好。但是他们不知道的是,中国的天上还有很多中国的卫星,以及中国空间站,当星链过境的时候,它们甚至威胁到了我国航天器的安全。
马斯克一再强调自己的技术是为了造福人类,可是它们野蛮过境的时候,并没有体现出造福人类的样子,反而像强盗一样霸道。除此之外,马斯克之所以能在短时间投放几千颗卫星,是因为这些卫星本来就是粗制滥造,上了太空之后,虽然气势庞大,但是寿命短,一旦报废就是一大片太空垃圾,这样的密集程度,对全世界都是严重的威胁。所以清理太空垃圾的意义有多么深远,不用多说也能看出来了。
然而我们都知道,想单纯靠扫地来保持卫生是不可能,最重要的还是树立卫生意识。同样的,只是一味地用卫星清理太空垃圾,也不是长久之计,因为在未来还会有越来越多的人往天上发射卫星,到时候“扫地”肯定赶不上“丢垃圾”,所以我们的科学家又提出了比清理太空垃圾还要可靠的办法。
如今能够具备卫星发射能力的,除了国家机构之外,还有很多私人企业,比如马斯克这样的。如果不加管制任其自由发展下去,以后空间轨道资源只会越来越少,尤其是民用卫星一旦报废,又没能力回收,留在轨道上完全是占用资源。
针对这种问题,中国政协委员、航天专家叶培建认为,除了对碎片进行防护之外,国际社会应该协同合作,一起建立一套“太空交规”,对轨道资源进行合理分配,如果出现了报废的卫星,要密切追踪每个碎片,让其他正常的航天器能够及时做出调整和避让。这样,才能让近地轨道井然有序。
当然,对于如何处理那些垃圾碎片,科学家也有新想法,他们认为直接扔到大气层烧毁太可惜了,应该把它们收集起来废物利用。简单来说,就是把捕获到的碎片集中起来,用激光或者“球磨机”把这些碎片处理成粉末,这些粉末如果放到相应的环境中,就可以变成“等离子体”,这些等离子体可不再是垃圾,而是可以推动航天器运动的燃料。这样一来,就完美做到了太空垃圾的废物利用。
老话说的好,要想富,先修路,外太空拥有比地球更丰富的资源,但是外太空并不只属于少数国家的。所以无论是开采资源还是资源分配,都应该全世界一起合作完成,如果打算一起开采资源了,那就要一起把路修好,要遵守规矩,不要乱丢垃圾。
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