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太空|大量太空垃圾包围地球，人类应该如何清理这些垃圾？

地球太空国际空间站人造卫星轨道火箭_军事武器唐纳德·凯斯勒

大量太空垃圾包围地球 ， 人类应该如何清理这些垃圾？
【太空|大量太空垃圾包围地球，人类应该如何清理这些垃圾？】人类最大的垃圾场其实就在我们头顶上 ， 自从苏联发射人类第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”以来 ， 全世界各国一共执行了超过4000次的发射任务 ， 产生了大量太空垃圾 。 太空垃圾又名空间碎片通常几种 ， 首先是失效的航天器 ， 一些卫星在完成任务后如果能通过技术手段进入“坟墓轨道” ， 也就是位于地球同步轨道平均高度350公里以上 ， 是用来储存废弃航天器的轨道或者进入地球大气层烧毁就更完美 ， 但如果没有采取这些措施 ， 它就会滞留在轨道上成为太空垃圾 ， 而这种失效的航天器往往也是最大的太空垃圾 。
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第二种是火箭末级 ， 将卫星送入轨道的火箭末级一般会漂浮在轨道上 ， 虽然已经完成任务 ， 但箭上的推进剂、高压气、电池一般都还没有用完 ， 这些东西随时会引发火箭爆炸变成更多的空间碎片 ， 还有的是已经发生爆炸或者出现碰撞事故的失效航天器 ， 1991年12月底 ， 俄罗斯的一颗失效卫星宇宙1934号 ， 就撞上了本国另一颗卫星宇宙926号 ， 释放出大量碎片 ， 前者一分为二后者零碎到无法跟随 。 另外还有一些航天器上的脱落的部件、油漆片 ， 甚至是航天员出舱时不小心弄丢的工具包 ， 还有从太空舱口喷出的冷冻尿液 ， 这些都属于太空垃圾 。
太空垃圾也有分类 ， 大于10厘米的一般称为大碎片 ， 尺寸在1~10厘米的是危险碎片 ， 小于1厘米的是小碎片 ， 所有太空垃圾主要分布在近地轨道、地球同步轨道 。 根据2019年1月份欧空局的调查数据来看 ， 目前太空中的大碎片已经超过3.4万个 ， 危险碎片高达90万个 ， 小碎片可能有几千万个 ， 并且这个数据还在增长中 ， 那么这些太空垃圾产生什么样的伤害呢？
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大空垃圾一般在近地轨道以每秒7-8公里速度运行 ， 在地球静止轨道上则是以每秒3公里的速度运行 ， 航天器也同样在高速运行 ， 一块10克的太空垃圾撞上卫星就相当于两辆100公里/小时的汽车相撞 ， 卫星会在1.5秒内被打穿或者被击毁 。 到目前为止 ， 已经发生过很多因为太空垃圾引发的事故 。 2009年 ， 在西伯利亚冻土带上方800公里的太空中 ， 俄罗斯的退役卫星宇宙2251号和承担电话中继任务的依星33号亲密接触 ， 猛烈的撞击把两颗卫星变成2100块碎片 ， 卫星残骸甚至扩展成了一朵碎片云 ， 每一块碎片都可以摧毁一颗价值连城的人造卫星 。
两年后 ， 国际空间站不得不移动来避开碰撞留下的碎片 ， 2012年和空间站擦身而过的碎片最近只有120米 ， 像这样的事件发生的概率是3.7% 。 以此计算 ， 每5~10年就会发生一次太空垃圾与航天器相撞的事件 ， 到2020年可以达到每2年一次 ， NASA顾问唐纳德·凯斯勒在1978年提出了一个名叫凯斯勒综合征的理论 ， 这个理论认为当近地轨道上的太空垃圾多到一定程度后 ， 人造卫星和航天器经常被撞击 ， 进而又产生更多太空垃圾 ， 形成恶性循环 ， 最后使得发射航天器的工作不得不停止 。
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人类目前离凯斯勒综合征越来越近 ， 凯斯勒向人类发出这个警告后 ， NASA就立即成立轨道碎片项目组跟踪宇宙垃圾 ， 对大大小小的太空垃圾进行监测 ， 目前也有很多科学家提出清除太空垃圾的构想 ， 要么将空间碎片放入太空中位置不那么重要的弃置区 ， 要么就是有控制地将太空垃圾推入地球大气层中烧毁 。
弃置区是什么？我曾经看到一种构想是这样的 ， 在靠近拉格朗日点的地方 ， 也就是一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间的一点 ， 处于这个点上的小物体相对于两个大物体能基本保持静止 ， 这个小物体就是太空垃圾 ， 将太空垃圾放到这里 ， 建一个垃圾球如何？当然最理想成本相对来说没那么高的方案 ， 还是将太空垃圾推入大气层中 。 最近我国的天津大学研发出一种新型连续仿生机器人 ， 据说可以跟随火箭升空捕捉太空垃圾 ， 它的身形近似于大象鼻子和章鱼触角柔软可伸缩 ， 又可以有力地抓取物体 ， 在视野盲区机器人可以利用安装在末端的摄像头 ， 绕过障碍物对目标进行抓取 ， 看来有望成为一名太空“捕手” 。
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英国萨里航天中心想出了一种用“鱼又”捕获太空碎片的方法 ， 当捕捉的目标碎片处于1.5米外时 ， 航天器会发射一个小型“鱼叉” ， 以每小时70公里的速度击穿碎片 ， 然后将其拖到大气层中燃烧 。 欧空局现在也确定了一项2025年清理太空的发射任务 ， 这将是史上第一次捕获并处理轨道上的太空垃圾的任务 ， 计划是制造一种特殊的卫星“清洁太空-1号” ， 这种卫星会用爪子抓牢太空垃圾 ， 把它护送到较低的轨道 ， 两者一同进入大气层同归于尽 ， 至于效果如何 ， 就一起期待这项计划吧 。


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