回收太空垃圾，又貴又難

本報(bào)特約記者 司馬杭仁

美俄衛(wèi)星碰撞事故再次提醒人類，隨著太空越來(lái)越擁擠，碰撞事故的可能性也越來(lái)越高。美聯(lián)社日前的報(bào)道稱，比衛(wèi)星和探測(cè)器數(shù)量增長(zhǎng)更快的是大大小小的太空垃圾，這已經(jīng)嚴(yán)重威脅到未來(lái)的太空安全。然而各國(guó)專家對(duì)此卻并沒(méi)有什么好的辦法。

在美俄衛(wèi)星碰撞事件后，來(lái)自多個(gè)國(guó)家的太空專家19日在維也納舉行了專門會(huì)議討論應(yīng)對(duì)太空垃圾威脅的有效方法。據(jù)介紹，太空垃圾又叫太空碎片，是人類在航天活動(dòng)中遺棄在空間的廢棄物。太空垃圾中體積較大、比較常見(jiàn)的主要包括已退役的人造地球衛(wèi)星、空間探測(cè)器，以及它們?cè)谂鲎埠螽a(chǎn)生的碎塊。此外運(yùn)載火箭發(fā)射過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生太空垃圾?；鸺牡谝缓偷诙?jí)分離較早，通常能進(jìn)入大氣層焚毀，第三級(jí)以上的部分，包括完成任務(wù)的火箭箭體和衛(wèi)星本體、火箭的噴射物，卻將長(zhǎng)期逗留在太空。此外早期航天員在太空工作和生活時(shí)產(chǎn)生并被扔到太空中的垃圾，以及太空行走時(shí)不慎遺落在太空的螺母、工具等物品也都是太空垃圾中的一部分。

太空垃圾的組成表明，幾乎人類的每次太空活動(dòng)，都不可避免會(huì)帶來(lái)更多的太空垃圾。太空垃圾數(shù)量的快速增多，讓運(yùn)行中的衛(wèi)星等航天器的正常工作受到威脅，碎片相互碰撞的概率也隨之增加，這將產(chǎn)生更多的碎片，導(dǎo)致惡性循環(huán)。美國(guó)航空航天局負(fù)責(zé)太空垃圾的首席科學(xué)家約翰遜預(yù)測(cè)，隨著太空垃圾持續(xù)增加，到2050年類似美俄衛(wèi)星碰撞的情況將從“史無(wú)前例”變成“日益頻繁”。

不過(guò)想要對(duì)付太空垃圾，卻并不那么容易。約翰遜認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，太空垃圾真正的解決辦法就是回收或及時(shí)將它們推到更高的太空軌道。但參加會(huì)議的英國(guó)首席代表克勞瑟?jiǎng)t主張，回收太空垃圾成本過(guò)高，并可能導(dǎo)致更多的碰撞反而產(chǎn)生更多太空垃圾。因此各國(guó)對(duì)于太空垃圾還是以“防”為主，盡量減少太空垃圾的增加，其中主要分為“鈍化”、“系留”和“轉(zhuǎn)移”等方法?！扳g化”就是消除能使火箭或航天器在軌道上發(fā)生爆炸的根源。我國(guó)從“長(zhǎng)征-4B”火箭開(kāi)始增設(shè)了排放系統(tǒng)，在星箭分離之后，排放系統(tǒng)將實(shí)行“三放光”政策，即把儲(chǔ)箱里的液體放光，把氣瓶里的氣體放光，把電池的能量放光。這樣除非與別的航天器相撞，火箭自身不會(huì)爆炸。“系留”是指將航天器在發(fā)射和工作中產(chǎn)生的拋棄物系留在航天器上?！稗D(zhuǎn)移”是指在航天器壽命結(jié)束前，利用剩余燃料將它推到一條專用于“埋葬”壽終航天器的“墳?zāi)管壍馈?，防止它們影響和干擾正常工作的航天器 。

不過(guò)預(yù)防只能盡量減少太空垃圾增加的速度，卻不能從根本上解決問(wèn)題。為此各國(guó)專家們也提出了很多奇思妙想。針對(duì)那些小型碎片，有專家提出“太空吸塵器”的設(shè)想，在太空中飛行時(shí)清除那些小型的太空碎片。但這需要它具有識(shí)別迎面而來(lái)的是正常工作的航天器還是太空碎片的能力，導(dǎo)致“太空吸塵器”的構(gòu)造太復(fù)雜，成本也太高。還有人提出用大功率的激光將小型太空碎片粉碎甚至燒毀氣化。美國(guó)太空戰(zhàn)略司令部正研制“激光掃帚”計(jì)劃，利用大型激光武器清理國(guó)際太空站軌道前方直徑在1-10厘米大小的太空垃圾。然而軍事專家認(rèn)為，“激光掃帚”既然可以掃除太空垃圾，同樣也就可以傷害衛(wèi)星等航天器，很容易引發(fā)太空戰(zhàn)爭(zhēng)。

而廢棄衛(wèi)星等大型太空垃圾的處理設(shè)想更多一些。除了利用衛(wèi)星剩余燃料進(jìn)行太空變軌外，還有一種方法是給飛行器帶上沖氣傘等增加空氣阻力的裝置，迫使衛(wèi)星速度降低進(jìn)入大氣層燒毀。美國(guó)還在開(kāi)發(fā)能夠讓報(bào)廢衛(wèi)星快速脫離近地軌道的新方法———“終結(jié)繩索”。它是一條長(zhǎng)度為5千米的細(xì)導(dǎo)線，被繞成一個(gè)線圈放在衛(wèi)星內(nèi)部?！敖K結(jié)繩索”啟動(dòng)后將自動(dòng)打開(kāi)，在電離層和地球磁場(chǎng)的作用下，可產(chǎn)生出持續(xù)的電流，地球磁場(chǎng)會(huì)對(duì)其產(chǎn)生向下的拉力，牽動(dòng)衛(wèi)星下落。據(jù)測(cè)算，一顆距地面950千米的衛(wèi)星如果自由下落大約需要100年才會(huì)墜入大氣層，而采用“終結(jié)繩索”后，18天內(nèi)就能完成。但由于系繩伸展機(jī)構(gòu)的可靠性出現(xiàn)問(wèn)題，意大利曾借用美國(guó)航天飛機(jī)釋放過(guò)兩次系繩衛(wèi)星，都功虧一簣?！?/p>