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

  • “真相:日本侵略中国东北铁证展”在沈阳开展

  • 潮起伶仃洋,琴澳展宏图

独家策划

推荐阅读
学术专著《医学传播学通论》由上海科技教育出版社正式出版。
2026-09-18 20:52
近期,我国北方多地进入秋季花粉高峰期。秋季致敏花粉主要来自蒿属、葎草属、豚草属、藜科、苋科等草本植物。这些植物的花并不显眼,却能产生数量庞大的花粉。
2026-09-18 10:20
一个月球上新形成的陨石坑,让研究人员有机会了解这颗离我们最近的天体的复杂地质构造。该陨石坑由发生在2024年的一次小行星撞击形成,直径约为222米,是迄今人们亲眼观测到形成过程的最大陨石坑。
2026-09-18 10:24
近日,依托中国天眼(FAST)探测数据,中国科学院国家天文台研究员韩金林领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队发现一个轨道周期极短、目前已知总质量最轻的双中子星系统。
2026-09-18 10:23
9月17日,海南首台“华龙一号”核电机组——华能昌江核电二期项目3号机组正式投产商运。
2026-09-18 10:18
近日,农业农村部印发《全国种植业发展“十五五”规划》,明确到2030年,我国粮食综合生产能力稳步提升,守牢谷物基本自给、口粮绝对安全底线。
2026-09-18 10:17
揭秘极限制造背后的“宁德品质”
2026-09-17 11:48
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
恰逢铜基高温超导发现40周年之际,复旦大学教授张远波、阮威团队与中国科学院院士、中国科学技术大学教授陈仙辉团队合作,成功制备出只含一个铜氧面的铜基高温超导体。
2026-09-17 09:40
依托中国天眼FAST超高探测灵敏度,国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重要发现,捕获一颗处于紧致轨道的双中子星系统PSRJ1856-0039。
2026-09-17 09:35
地学界认为,这种全球尺度的巨变,很可能归因于超大陆旋回。但是,是否真的存在超大陆?近日,中国地质科学院地质研究所王涛团队发表成果,证实了超大陆的存在,并将其命名为“大冈瓦纳”。
2026-09-17 09:37
日前,西湖大学未来产业研究中心周南嘉、姚远联合西湖大学医学院陶亮团队,设计出全新材料与3D打印机制,解锁了植入式全水凝胶生物电子器件。
2026-09-17 09:32
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
加载更多