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向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役

發布時間:2019-08-01 12:34:47  作者:漫步宇宙  來源:漫步宇宙  閱讀:200

      隨著時間的推移,太空垃圾問題愈演愈烈。
      這些垃圾主要漂浮在低地球軌道,對國際空間站和未來的太空發射構成威脅。為了解決這個問題,科學家開始探索一系列太空垃圾清理技術。全球多所大學的學者組建了門戶地球發展組織,目標是將太空垃圾這個潛在威脅變成資源。2050年,“門戶地球”空間站將正式服役。這座空間站裝有廢舊衛星和其它垃圾的回收設施。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      國際空間站漂浮在地球上空。類似的航天器能否充當一個太空垃圾回收設施?
      地球軌道大約環繞著2.2萬個大型物體,其中包括現役和報廢衛星以及以往航天任務的火箭組件。如果將宇航員在出艙活動中遺失的設備以及衛星對撞產生的尺寸1厘米左右的碎片算在內,地球軌道內的太空垃圾達到100萬塊左右。實際情況還可能超過這一數字。
      每年,我們都要進行一系列火箭發射,將各種衛星送入軌道。隨著衛星數量的不斷增多,它們與太空垃圾相撞的可能性也進一步提高。失去衛星會帶來電視信號不佳、天氣預報不準等問題,甚至可能導致飛機無法正常導航,人們也可能不會意識到可怕的龍卷風正在逼近。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      電腦生成的圖像,展示了地球同步軌道和低地球軌道內的衛星。太空碎片并未在圖像中出現,它們的數量遠超過人造衛星
      我們需要找到一種長期解決方案,清理太空垃圾。為了解決這個問題,全球多所大學的學者組建了門戶地球發展組織,目標是將太空垃圾這個潛在威脅變成資源。2050年,“門戶地球”空間站將正式服役。這是一座功能完善的空間站,安裝有回收廢舊衛星和其它垃圾的設施。
      地球軌道百科
      人造衛星主要環繞兩種軌道——距地面200到1000公里的低地球軌道以及距地面3.6萬公里的地球同步軌道。每90分鐘環繞地球一周并與數千顆衛星一同繞行的國際空間站位于低地球軌道。地球同步軌道內的衛星始終處在地球上空的同一個點,用于天氣預測和通訊。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      太空垃圾對國際空間站的安全構成威脅
      低地球軌道已經非常擁擠,軌道內發生的撞擊可能形成大范圍“碎片雨”,與其它衛星發生相撞,進而形成連鎖反應,產生更多太空垃圾。如果不加以遏制,低地球軌道將變成垃圾的天下,無法繼續為人類效力。現在,科學家正在研發和測試相關技術,用于清理低地球軌道內的垃圾。與低地球軌道相比,清理地球同步軌道內的垃圾是一項更艱巨的任務。
      在地球同步軌道,當一顆衛星的生命走向終結,衛星的主人會設法將其送入一條更高的軌道或者說墳墓。這座墳墓離國際社會認定的保護區有300到400公里遠。不過,只有大約80%的地球同步衛星壽命結束后能夠抵達這個墳墓。如何處置余下20%的衛星成為一個非常緊迫的問題。這也就是為什么科學家要打造裝有回收設施的空間站。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      2018年9月16日,“碎片清除”衛星發射捕網,獵捕附近一個充當太空垃圾的目標。這是科學家首次測試太空垃圾清理技術
      墳墓軌道就像是一個無人管理的廢棄垃圾場。這條軌道不時出現閃光,可能是衛星對撞以及剩余燃料或老化電池爆炸所致。對撞和爆炸產生的碎片可能墜落地球同步軌道,對那里的衛星構成威脅。
      當前的法律也不利于集中解決太空垃圾。如果一顆失控的衛星即將撞向一顆價值數十億美元的正常衛星,雖然可以利用太空無人機進行干預,將其送入墳墓軌道,但若沒有主人的同意,沒有人可以采取行動清理失控衛星。
      借助地球軌道的設施來修復、回收衛星和太空垃圾或者改變其用途,所獲材料可用于建造未來的飛船或者類似月球基地的探索前哨。這種做法不僅省去了發射成本,同時還能減少太空垃圾的產生。這就像利用本地原材料建造一座房屋,而不是從外國進口。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      地球軌道存在大量人造太空垃圾,包括廢棄的衛星、飛船零部件和耗盡燃料的火箭
      回收衛星不僅能夠獲得用于建造太空設施的原材料,同時還能盈利從而資助這項計劃。研究顯示在一條距地球同步軌道150公里遠的軌道上,“門戶地球”空間站的輻射范圍能夠覆蓋整個同步軌道。太空無人機可以造訪同步軌道,將報廢的衛星運到這個回收中心。
      提供這些服務每年可帶來超過80億美元收入。不過,約束這項工作的太空法已經過時,需要進行修訂。幸運的是,英國已經在這方面努力了。門戶地球發展組織正與英國合作,克服各種障礙。
      報廢的衛星外殼可以用于其它用途。一些回收的太空垃圾可以碾碎,用于3D打印“門戶地球”空間站的防輻射盾。研究顯示報廢衛星的太陽能電池板的發電效率15年后只降低了24%左右。這些電池板可以回收再利用,為“門戶地球”空間站供電。
    向垃圾宣戰!太空垃圾回收站將于2050年服役
      專家指出太空垃圾會帶來一個可怕的挑戰——垃圾清理技術武器化
      世界上最先進的一些相機也在太空中。這些相機可以安裝到“門戶地球”空間站或者新衛星上,用于搜尋可能與地球發生相撞的小行星。企業部署和使用衛星注定會呈指數增長。在太空中建造一個前哨,管理所有這些衛星將成為一項至關重要的舉措。
      未來,“門戶地球”空間站還將經營太空旅館業務,同時充當一個衛星和飛船建造設施以及行星際飛船的燃料補給站,以進一步增加收入。BBC的《藍色星球2》提高了公眾對塑料垃圾的關注,我們需要打造一個太空版的《藍色星球2》。我們還有時間,但我們需要從現在開始就制定太空垃圾清理計劃。未來10年,將有150顆地球同步軌道衛星發射,大幅增加“太空撞車”風險。
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