2030年太空垃圾将增长三倍 扩散不可逆清理昂贵

2011-5-12 17:11 来源: 新浪科技
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这张电脑模拟图像显示地球低轨道上太空垃圾的分布密度

  

  北京时间5月12日消息,据美国太空网报道,如何应对航天时代人类在地球轨道上留下的无数太空垃圾一直是一项全球性的课题,很多科学家也相继提出了五花八门的应对之道。不过最近一些专家对于这些方法是否真的能解决这一问题提出了质疑。  

  其中有一种方案是“建立太空垃圾场”,即放弃某些特定的轨道高度,专门用来囤积太空垃圾,任凭它们在这些轨道高度上运行。这一方案显然认为现在地球轨道上的垃圾已经多到几乎无法计数,无法清理了。  

  在最近召开的太空基金会(Space Foundation)第27次全国太空研讨会上,美国空军太空司令部司令威廉·谢尔顿(William Shelton)将军表达了他对于不断增长的太空人造垃圾数量的担忧。  

  “轨道上的交通流量不断上升。全世界现在有超过50个国家参与到了太空活动当中。而基于现有的系统,目前已经对超过2万个碎片进行了追踪,”他说。“我们不断的进行例行数据编纂,确保对这些碎片的跟踪。预计到2030年时,这一数字将增长3倍,这当然部分是由于我们使用了更加灵敏的探测系统,但是另一部分的原因就是太空垃圾的数量出现了进一步的增长。考虑一下吧,实际存在于轨道上的太空垃圾数量可能是我们目前已经追踪到的数量的10倍。也就是说目前那一部分碎屑是无法跟踪的,但它们却能对我们的航天器造成致命的损害,不论是军用,民用还是商业航天系统,都不可能幸免。”  

  危险的环境  

  从概率论的角度来讲,谢尔顿将军补充道,大型碎片会由于各种原因碎裂成较小的碎片,从而增加太空垃圾的绝对数量。他说:“在不远的将来,低地球轨道和地球同步轨道将变得非常危险。” 

  当被问及美国空军是否计划为应对这种威胁提供资助时,希尔顿将军回应称:“我们目前还没有找到一种在可承受花费范围内可行的办法,能让我们看到任何能切实降低太空垃圾风险的希望。我们相信我们现在最可行的做法就是设法通过某种手段尽可能减小太空碎片的大小,当我们向太空发射火箭时,当我们部署卫星时,设法使产生的太空碎片最小化是十分必要的。我们目前也正在设法说服其他国家认识到这一做法的必要性。” 

  不过谢尔顿将军也警告称,根据现在在轨道上运行的垃圾情况来看,“我们可能还需要在太空垃圾的威胁下生活很长时间,甚至是数十年的时间。因此使产生的太空垃圾最小化非常重要,这也应当是其他国家的责任。” 

  无法回头 

  来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)空间部门的马歇尔·坎普兰(Marshall Kaplan)是一位太空垃圾方面的专家。他认为对于太空垃圾的担忧有几个方面的原因。  

  在他看来,由于50多年的太空活动中太空垃圾不断累积,现在我们已经到了无法回头的地步。对此,坎普兰表示,这次的试验使太空垃圾的数量一下子增加了大约25%。 

  2009年2月,一颗美国的铱星和一颗俄罗斯的报废卫星在西伯利亚上空相撞,坎普兰表示,由于近50年来太空垃圾的不断积累,以及这两次太空事件,地球上空700公里至大约1300公里范围内的轨道空间已经聚集了上百万个太空垃圾,小的直径几毫米,大的则达到几米。  

  情况复杂,费用高昂 

  坎普兰告诉太空网记者:“太空垃圾逐渐累积的过程是不可逆的,如果你想要清理这些垃圾,将情况将非常棘手,而且费用惊人。而如果我们继续像现在这样使用这些轨道空间,那么垃圾量还将继续积累,这些轨道上太空垃圾的分布密度和发生碰撞的概率当然也会增加。”  

  不过坎普兰也表示,好消息是我们现在还不必要立即清理这些垃圾,因为看起来情况不太可能会在近期出现急剧的恶化。  

  不过他还是提出了警告:“但是当刻不容缓的时刻到来时,这些垃圾将会开始摧毁卫星设施,这是一个危险的信号,这样的损失是很难弥补的。我们必须对这样的情况有所准备。”当被问及如何看待已经提出的很多五花八门的清理方案时,他表示这些方案没有一个是切实可行的。  

  坎普兰说:“除非在未来十年左右出现突破性的技术进展,否则我们是拿不出什么现实可行的清理方案的。我们真的缺乏经济上可承受的清理技术。” 

  在他看来,清理轨道上垃圾的工作前景是悲观的。  

  “太空垃圾的扩散是不可逆的。对此进行的任何清理计划都将十分昂贵。考虑到这一点,世界各航天大国都不太可能会采取任何积极地步骤去应对这一问题,”他说。“而事实上,我们也确实做不了什么,我们无法承受那样巨大的经济开支。我们也没有相关的技术和合作协调机制。没人愿意出这个钱。太空垃圾的‘产量’增长很快,但没有‘消费者’。”  

  前景不乐观 

  说了这么多,我们真的一点事情都做不了吗?坎普兰说他可以想象我们未来的样子,事情不太可能出现乐观的情况。  

  他表示:“很有可能在未来的某一时刻我们将被迫放弃现在所使用的所有卫星轨道。一种可能的情况是我们将彻底不再使用现有的卫星系统,而是转而运用全新的低轨道小卫星星座。这些小卫星分工合作,进行数据收集或通讯中继的任务。”  

  这些小卫星可以运行在低于370英里(约合600公里)的轨道高度上,从而避免太空垃圾的伤害。  

  坎普兰认为,这样的新卫星系统将在未来的20年,30年或40年内出现。他说:“我们应当会有足够的时间来完成这种转变。让我们采取明智的应对措施吧。对于造成现在这种糟糕的情况,我们大家都有责任,这是毫无疑问的。因此没有任何国家可以置身事外,说这应该是其他国家应该解决的问题,而不是我的问题。”  

  与此同时,在我们头顶的天空仍然很“宽阔”,但它正在不断变小。  

  坎普兰说:“问题在于,在什么时候,天空会变的太小?这是一个真正的问题,而我们对此一无所知。现在没人会真正感到事情的紧迫性,除非发生一次严重的撞击事件。这样的事可能在任何时间段发生,也可能发生在20年后,我们对此真的一无所知。”