人類對宇宙的開發,正處于飛速發展的階段,但是由于航天技術的不成熟,人類利用最多的地球軌道,已經變得越來越擁擠。随着星鍊衛星組網等大型互聯網衛星的發射,地球軌道上的衛星将成倍增加,太空垃圾也将成為棘手的問題。
目前地球軌道上至少存在9300萬噸太空垃圾,絕大多數的太空垃圾,都處于無監視狀态,人類能夠發現并監視的太空垃圾僅有50000塊左右,其餘的“隐身”太空垃圾,是所有航天器必須面對的隐患。
為了降低太空垃圾帶來的地球軌道壓力,人類需要嘗試清理太空垃圾。
清理太空垃圾,需要滿足三個需求:盡可能降低成本、可以持續進行垃圾回收或銷毀、相關設備不會成為新的太空垃圾。
由于目前航天成本和返航成本太高,因此将太空垃圾回收到地球再利用的可行性不高,太空垃圾的最優解決方案,依舊是将太空垃圾送入大氣層,或推離至地球引力軌道之外。
為了提升太空垃圾的清理效率,科學家提出利用碳纖維網,在太空進行垃圾回收,利用網狀的“太空垃圾袋”,将太空垃圾扔入地球大氣層,目前該項目正在國際空間站進行測試,是未來最有可能實現的太空垃圾處理方式。
為了提高清理垃圾的效率和安全性,一些科學家認為太空垃圾清理,應該從“小”着手,利用直徑10厘米左右的納米衛星,低成本長期清理太空垃圾,由于體積較小,這些衛星也不會消耗太多燃料。
這些納米衛星會裝配有太陽能光伏闆,在地球軌道上捕捉太空垃圾,利用自身動力逐漸改變太空垃圾的軌道,減速太空垃圾,讓太空垃圾墜入大氣層。
在太空清理太空垃圾,最重要的就是高效而穩定地捕捉太空垃圾,部分科學家認為可以安裝四個機械爪,幫助航天器捕捉太空垃圾。航天器也可以通過太陽能光伏闆獲得電力,進而使用電磁鐵,提高捕捉效率。
利用磁鐵或機械爪捕捉太空垃圾後,就可以将這些垃圾送回到地球大氣層,這種方式可以處理太空中的大型垃圾,機械爪最多可以捕捉300千克的太空垃圾。
将大型太空垃圾摧毀成小碎片,降低太空垃圾的質量,對太空垃圾進行回收或清掃,這是清理太空垃圾最初的想法。
由于需要摧毀太空垃圾,因此航天器被提議使用核能,但這一提議存在較大的風險,并且并沒有展現出太多的優勢,因此在2010年之後,該計劃就處于停滞狀态。
在所有太空垃圾的清理項目中,太空垃圾清除網,是目前最為可行的方案。
太空垃圾是人類開發太空産生的後果之一,由于人類航天技術的不成熟,運載火箭的碎片、失聯衛星、衛星解體所産生的人造物體,都殘留在地球軌道成為隐患。
對于普通衛星而言,太空垃圾的撞擊,可能會導緻衛星硬件受損,甚至産生解體,形成更多的太空垃圾;而對于空間站而言,太空垃圾的撞擊意味着宇航員的生命安全受到威脅,因此國際空間站和天和空間站,都會密切關注太空垃圾的軌道,并随時準備調整姿态進行躲避。
太空探索是一個漫長的過程,我們在享受衛星帶來的便利時,也需要為後代留下安全可利用的太空軌道!
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