据美国太空新闻网报道,地球近轨道太空区域充满着数百万个航空任务遗留下来的垃圾废物。这些在太空中飞行漂浮的垃圾会拖延太空飞船发射时间,并有可能与太空飞船发生碰撞。目前,研究人员提出了一些清理太空垃圾的创新性建议和方案。其中一个方案就是设计特大型的NERF球,NERF是指非伸展性休闲泡沫(Non-Expanding Recreational Foam)。
近地球轨道成为“太空墓地”
美国宇航局轨道残骸计划显示,来自人造卫星的其他航天器的残余物逐渐增多,已形成了“太空墓地”。2月20日,美国海军随意地将太平洋上空的一颗间谍卫星击毁,造成至少3000个卫星残骸漂浮在近地球轨道,每个残骸不超过足球大小,使得原本垃圾遍布的太空变得更加混乱。这些太空垃圾主要集中在近地球轨道,高度为地球表面上空1243英里。此外,太空垃圾还出现在与地球的相对位置不变的轨道——地球表面上空22235英里。目前,美国太空监视网络正在跟踪1.8万个直径2厘米或更大的轨道物体。
地球周边的太空区域被数百万仍至数千万块弹球大小的残骸垃圾所充斥着,为了正式归类这些被遗弃的太空垃圾,科学家需要识别每个太空垃圾的大小。由于这些太空垃圾以最低每秒4-5英里的速度在地球近轨道运行,地球周围的太空区域将变得越来越狭小。美国约翰逊航天中心宇航局轨道残骸计划办公署的计划主管兼首席科学家尼古拉斯?约翰逊说,“它们可能是一些泡沫或不锈钢材料,当这些太空垃圾的体积较大时,便以地球轨道速率运行,一旦它们碰撞到太空飞船将酿造悲惨性灾难。”
很显然目前太空垃圾的处理已成为一件棘手的事情,研究人员也相应地提出了一些方案,比如:简单的方案有使用太空绳索,奇特的方法有启用像垃圾车一样的航天器。约翰逊称,目前还没有任何切实可行的提议方案。
太空垃圾十分棘手
不像地球上垃圾仅会堵塞下水沟通道,太空垃圾更具威胁性,它们潜在地会撞击正在运行的太空飞船,并对宇航员构成生命威胁。惟一记载的太空垃圾碰撞事件是1996年法国“西雷斯”(CERISE)卫星被10年前法国火箭爆破后的一块碎片击中。通常,太空飞船会利用其跟踪系统所搜寻的信息躲避较大体积太空垃圾的碰撞,但是一些小体积太空垃圾会定期地撞击航天飞机等宇宙飞船。
约翰逊说,“这是短期无法解决的问题,太空垃圾就像环境污染一样,如果你忽视它的存在,它就会变本加厉地恶化,为了弥补太空环境将变得很困难,并需要花费很多财力。”更糟糕的是,太空垃圾会变得更多更小的残骸。这些在太空中漂浮运行的垃圾会彼此碰撞,相应地形成更小的碎片。
约翰逊在接受太空新闻网记者采访时说,“这种太空垃圾反复重生现象仍将继续,惟一的预防措施就是开始移除那些大型被抛弃的太空飞船和太空仪器。”
垃圾疯狂制造
太空残骸之间的碰撞并不是形成太空垃圾的主要因素,老式火箭和其他太空运输工具的意外爆炸才是制造太空垃圾的真正凶手。此外,太空飞船在生命结束之时也将变成宇宙垃圾。
[page] 通常,国际太空组织已提出太空飞船生命末期意外爆炸的预防处理方法,他们计划在移除地球近轨道范围内发射已有25年的宇宙飞行器。尽管如此,太空垃圾的制造速度是非常之快,2007年刷新了太空垃圾制造纪录。
NERF球是满意方案
约翰逊指出,在过去20年里,国际太空组织已集体讨论和测试如何清除太空墓地。但目前我们还未发现一个简单的既技术可行又经济实用的方法。将来如果发射成本能够明显降低,我们希望可以实现一些未曾实现的太空任务。或者我们掌握了新技术,能够改变之前无法实现的计划。
约翰逊是明年将发表的“太空清理观点”评论研究报告的合著作者,他说,“虽然提出的太空垃圾清理方案不符合可行技术补救的要求,但这些方案包括简单和奇特的多种措施和方法。”
让约翰逊较为满意的一种方案是发射一个跨度为1英里的巨大NERF球,这个巨大的泡沫球可用来收集太空垃圾,当小太空残骸途经NERF球时,残骸会失去动能很快坠落至地球表面。然而,这种方案也有不足之处,垃圾残骸会像下雨般地降落到地球表面上。约翰逊说,“NERF球自身会快速地脱离轨道,因为相对它的体积大小来说其质量太轻了,很有可能它会碰撞到正在运行中的宇宙飞行器,这将是非常糟糕的事情。
其他三种太空垃圾处理方案
地面或太空基础的激光可以干扰地球轨道,将太空垃圾推至低高度,使其在地球重力作用下更快地落至地面。
但是该方案不足之处在于:激光装置非常昂贵,仅限于对某些太空垃圾产生交互反应。
太空垃圾收集飞船能够在指定地点将大块太空残骸收集和封装起来,依据其所在位置,将它们运送到较低或较高的地球轨道上。约翰逊指出,像这样的垃圾收集飞船可用来收集老火箭残体,比如:将推进系统或拖力增强装置系在收集飞船上,使其尽快地降落到地面。此外,收集飞船还可以收集老式人造卫星。
但是该方案不足之处在于:太空垃圾收集飞船容易出现障碍,而且操作较为复杂,成本很高。
另一种方法是用细长的金属线帮助击落太空垃圾,这是宇宙飞船发射前最有希望确保安全性的方法。
但是该方案不足之处在于:该方法尚没有实验典例。约翰逊称,这种方案只是“纸上谈兵”,至今我们还没有成功的实证例子。
约翰逊说,“目前多数关于太空垃圾处理和太空环境治理的研究仅限于学院机构和国家太空署进行研究分析,该领域没有商业利益可以运营。虽然我不期望当前立即出现真实可行的补救治理方案,但在短期内这项太空环境治理可与商业投资相结合,进一步扩大合作研究范围。这样的话,我们就不必一直保持着尝试和观望的姿态了。”