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向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役

发布时间:2019-08-01 12:34:47  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:200

      随着时间的推移,太空垃圾问题愈演愈烈。
      这些垃圾主要漂浮在低地球轨道,对国际空间站和未来的太空发射构成威胁。为了解决这个问题,科学家开始探索一系列太空垃圾清理技术。全球多所大学的学者组建了门户地球发展组织,目标是将太空垃圾这个潜在威胁变成资源。2050年,“门户地球”空间站将正式服役。这座空间站装有废旧卫星和其它垃圾的回收设施。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      国际空间站漂浮在地球上空。类似的航天器能否充当一个太空垃圾回收设施?
      地球轨道大约环绕着2.2万个大型物体,其中包括现役和报废卫星以及以往航天任务的火箭组件。如果将宇航员在出舱活动中遗失的设备以及卫星对撞产生的尺寸1厘米左右的碎片算在内,地球轨道内的太空垃圾达到100万块左右。实际情况还可能超过这一数字。
      每年,我们都要进行一系列火箭发射,将各种卫星送入轨道。随着卫星数量的不断增多,它们与太空垃圾相撞的可能性也进一步提高。失去卫星会带来电视信号不佳、天气预报不准等问题,甚至可能导致飞机无法正常导航,人们也可能不会意识到可怕的龙卷风正在逼近。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      电脑生成的图像,展示了地球同步轨道和低地球轨道内的卫星。太空碎片并未在图像中出现,它们的数量远超过人造卫星
      我们需要找到一种长期解决方案,清理太空垃圾。为了解决这个问题,全球多所大学的学者组建了门户地球发展组织,目标是将太空垃圾这个潜在威胁变成资源。2050年,“门户地球”空间站将正式服役。这是一座功能完善的空间站,安装有回收废旧卫星和其它垃圾的设施。
      地球轨道百科
      人造卫星主要环绕两种轨道——距地面200到1000公里的低地球轨道以及距地面3.6万公里的地球同步轨道。每90分钟环绕地球一周并与数千颗卫星一同绕行的国际空间站位于低地球轨道。地球同步轨道内的卫星始终处在地球上空的同一个点,用于天气预测和通讯。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      太空垃圾对国际空间站的安全构成威胁
      低地球轨道已经非常拥挤,轨道内发生的撞击可能形成大范围“碎片雨”,与其它卫星发生相撞,进而形成连锁反应,产生更多太空垃圾。如果不加以遏制,低地球轨道将变成垃圾的天下,无法继续为人类效力。现在,科学家正在研发和测试相关技术,用于清理低地球轨道内的垃圾。与低地球轨道相比,清理地球同步轨道内的垃圾是一项更艰巨的任务。
      在地球同步轨道,当一颗卫星的生命走向终结,卫星的主人会设法将其送入一条更高的轨道或者说坟墓。这座坟墓离国际社会认定的保护区有300到400公里远。不过,只有大约80%的地球同步卫星寿命结束后能够抵达这个坟墓。如何处置余下20%的卫星成为一个非常紧迫的问题。这也就是为什么科学家要打造装有回收设施的空间站。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      2018年9月16日,“碎片清除”卫星发射捕网,猎捕附近一个充当太空垃圾的目标。这是科学家首次测试太空垃圾清理技术
      坟墓轨道就像是一个无人管理的废弃垃圾场。这条轨道不时出现闪光,可能是卫星对撞以及剩余燃料或老化电池爆炸所致。对撞和爆炸产生的碎片可能坠落地球同步轨道,对那里的卫星构成威胁。
      当前的法律也不利于集中解决太空垃圾。如果一颗失控的卫星即将撞向一颗价值数十亿美元的正常卫星,虽然可以利用太空无人机进行干预,将其送入坟墓轨道,但若没有主人的同意,没有人可以采取行动清理失控卫星。
      借助地球轨道的设施来修复、回收卫星和太空垃圾或者改变其用途,所获材料可用于建造未来的飞船或者类似月球基地的探索前哨。这种做法不仅省去了发射成本,同时还能减少太空垃圾的产生。这就像利用本地原材料建造一座房屋,而不是从外国进口。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      地球轨道存在大量人造太空垃圾,包括废弃的卫星、飞船零部件和耗尽燃料的火箭
      回收卫星不仅能够获得用于建造太空设施的原材料,同时还能盈利从而资助这项计划。研究显示在一条距地球同步轨道150公里远的轨道上,“门户地球”空间站的辐射范围能够覆盖整个同步轨道。太空无人机可以造访同步轨道,将报废的卫星运到这个回收中心。
      提供这些服务每年可带来超过80亿美元收入。不过,约束这项工作的太空法已经过时,需要进行修订。幸运的是,英国已经在这方面努力了。门户地球发展组织正与英国合作,克服各种障碍。
      报废的卫星外壳可以用于其它用途。一些回收的太空垃圾可以碾碎,用于3D打印“门户地球”空间站的防辐射盾。研究显示报废卫星的太阳能电池板的发电效率15年后只降低了24%左右。这些电池板可以回收再利用,为“门户地球”空间站供电。
    向垃圾宣战!太空垃圾回收站将于2050年服役
      专家指出太空垃圾会带来一个可怕的挑战——垃圾清理技术武器化
      世界上最先进的一些相机也在太空中。这些相机可以安装到“门户地球”空间站或者新卫星上,用于搜寻可能与地球发生相撞的小行星。企业部署和使用卫星注定会呈指数增长。在太空中建造一个前哨,管理所有这些卫星将成为一项至关重要的举措。
      未来,“门户地球”空间站还将经营太空旅馆业务,同时充当一个卫星和飞船建造设施以及行星际飞船的燃料补给站,以进一步增加收入。BBC的《蓝色星球2》提高了公众对塑料垃圾的关注,我们需要打造一个太空版的《蓝色星球2》。我们还有时间,但我们需要从现在开始就制定太空垃圾清理计划。未来10年,将有150颗地球同步轨道卫星发射,大幅增加“太空撞车”风险。