点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:世界最大的垃圾场 就在我们头顶
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

世界最大的垃圾场 就在我们头顶

来源:科技日报2021-11-09 09:40

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  空间碎片是人类航天活动的产物。空间碎片的定义非常严格,是指地球轨道上或再入大气层的一切已失效人造物体,包括其碎块或部件,俗称“太空垃圾”。空间碎片的构成主要包括:失效航天器、火箭残骸、操作性碎片、解体碎片(指由前三类物体在轨运行过程中爆炸或碰撞产生的碎片)。

  越是卫星密集的轨道,空间碎片数量越多。高度2000公里以下的低地球轨道和36000公里附近的地球同步轨道是空间碎片最为密集的区域。从数量上看,在当前所有地球周围的空间物体中,解体碎片占比多达60%,火箭残骸占比8%,操作性碎片占比8%,失效航天器占比12%,另外一些还有异常碎片占比2%。工作的航天器只占了一点点,大概10%。经观测分析,目前已经知道的大于10厘米的空间碎片大约有2.3万个,可能还有6000—7000个没有看到或追踪到,总数在3万个左右;1厘米到10厘米之间的碎片据估计有90万个;毫米级的碎片大概有1亿多。

  躲避比子弹还快的空间碎片

  在太空中,空间碎片运行速度接近第一宇宙速度(7.9千米/秒),是狙击枪子弹最大出膛速度的几倍。一旦空间碎片与航天器发生碰撞,轻则导致航天器表面磨损、功能失效,重则导致航天器的在轨解体,甚至对航天员的人身安全构成威胁。如何躲避空间碎片是航天器空间飞行面临的一个非常严峻的问题。

  对航天器开展碰撞预警,避免其遭受大碎片碰撞,可以提高航天器空间飞行的安全性。碰撞预警包含发射预警和在轨预警两个阶段工作。发射预警是预测发射之后短期内有没有碎片和航天器未来可能去的轨道、位置有危险的交会,一旦发现危险,可以通过改变发射时间来躲避碰撞。在轨预警是指预测稳定运行的航天器在未来一段时间内是否与空间碎片存在危险交会,一般通过控制航天器进行轨道机动规避来躲避危险交会碎片。在轨机动规避的方式有两种:一种是改变航天器到达与碎片轨道交会点的时间,避免碰撞的发生;另一种是抬高或者降低航天器的轨道,使得变轨后的轨道与原定交会点有高度差,从而规避碰撞。

  主要航天国家和国际组织都会对所属重点航天器执行碰撞预警和机动规避。截至2020年,国际空间站已执行规避危险碎片操作28次,其中仅2020年就有3次。欧洲空间局(ESA)平均每颗低轨卫星每年需执行两次避碰操作。我国自神舟五号飞船开始,对飞船进行发射预警和在轨预警已经成为常态化。随着空间碎片环境的不断恶化,航天器碰撞预警需求将急剧增加。

  清除空间碎片各国有绝招

  随着航天活动的蓬勃发展,如不加以治理,空间碎片环境将快速恶化。在轨空间碎片大量累积将导致航天器运行风险随之增加,甚至造成轨道空间无法利用。

  为维护外空活动的长期可持续发展,需要采取主动措施从地球轨道上移除一些对空间碎片环境长期演化有较大影响的空间碎片。目前,空间碎片主动清除的方式主要可以分为两类:一类是接触式的,如机械臂抓、网捕等;另一类是非接触式的,如激光推移、离子束推移等。不管何种方法,其目的都是让碎片离开当前轨道,避免再次与其他在轨碎片发生碰撞。国际上目前已经开展了一些概念研究和初步的演示验证实验。

  1993年,美国国家航空航天局(NASA)提出利用地基脉冲激光器清除近地轨道垃圾的“猎户座”计划。该计划拟采用地基激光清除空间碎片,以减缓空间碎片对载人航天的威胁。后期该计划将重点转移至在轨激光清除。

  2013年,英国萨里太空中心联合欧洲多家研究机构,在欧盟第七框架计划资助下,启动“空间碎片移除”计划。2018年6月,试验卫星脱离空间站开始入轨运行。该计划演示了空间目标的网捕、鱼叉清除过程,以及碎片在轨跟踪技术。

  2018年9月,试验卫星成功网捕用于模拟空间碎片的立方体卫星;同年10月,试验卫星星载探测设备对立方体卫星的旋转和移动进行跟踪。2019年2月,试验卫星的“鱼叉”成功撞击并击穿目标面板,验证了其抓捕空间碎片的能力。

  2019年12月,ESA委托瑞士初创公司实施的“清洁太空”计划已于2020年3月启动,并将于2025年发射航天器,清理位于轨道上的一块碎片——织女星火箭二次有效载荷适配器。

  近年来,我国在空间碎片主动清除方面也取得了长足发展。2016年6月,我国发射自主研制的“遨龙一号”空间碎片主动清除飞行器,开展了空间碎片探测、识别、跟踪与操作等在轨演示验证试验,为后续开展空间碎片主动清除创造了基本条件。(江 海 王东方

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 西藏和平解放75周年丨“天路”纵横 畅行高原

  • 浙江湖州开展国际生物多样性日主题活动

独家策划

推荐阅读
5月22日上午,在2026年文化强国建设高峰论坛“人工智能与媒体变革”分论坛上,中宣部副部长、国务院新闻办公室主任莫高义发表主旨演讲。
2026-05-22 13:22
中国科学技术大学何俊峰教授研究组与南方科技大学薛其坤院士、陈卓昱副教授研究组合作,在新型镍基高温超导的机理研究中取得重大突破。
2026-05-22 10:19
近年来,生产环节的技术革新,推动缝纫线产业转型向着上游拓展。
2026-05-22 10:19
在系列政策牵引下,学科专业动态调整正日趋常态化、精细化与特色化。
2026-05-22 10:14
“十五五”时期,如何推动我国生物多样性保护迈上新台阶?应着力在以下方面下功夫。
2026-05-22 10:13
当AI把数小时的工作压缩到转瞬之间,一个核心问题不得不让人思考:AI时代,未来教育最该培养学生什么能力?
2026-05-22 10:11
2026年亚太经合组织(APEC)贸易部长会议将于5月22日至23日在江苏省苏州市举办。苏州高新区镇湖绣娘姚琴华、岳琰创作的苏绣作品《朱荷图》《太湖一梦入姑苏》也一同展出。一根丝,在绣娘手中可以绣出江南山水;在现代工厂里,也可以进入高端面料、工业材料、绿色纤维和全球供应链。
2026-05-21 09:35
残障群体对无障碍环境建设最为敏感、利益最为攸关,但其话语权也相对较弱。不断完善相关法律体系,以充分保障残障群体在无障碍环境建设中各项权利。
2026-05-21 09:33
光,是宇宙中最神秘而又最常见的存在。从彩虹与翅膀的启示,到光子晶体与超材料的设计,人类在光学材料上的探索不断深化,实现了从“理解自然之光”向“设计与驾驭光”的飞跃。
2026-05-21 09:31
全球气候变化加剧,干旱灾害频发,正威胁世界粮食安全。
2026-05-21 09:30
2026年5月21日至23日,中国科学技术馆在河南省科学技术馆举办“全国科学家故事馆校众创展演活动”。
2026-05-21 09:27
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
加载更多