2023年伊始,一顆重2.45噸的美國地球觀測衛星,使用壽命結束后重返大氣層,專家預報其殘骸會于2023年1月9日中午墜落在朝鮮半島附近,不排除直接砸中城市的可能。因此,當天中午,韓國暫停航班起降,40架客機和大批旅客出行都受到了影響。

去年年底,俄羅斯“聯盟MS-22”號飛船發生泄漏事件,經檢測發現該飛船存在一個0.8毫米的洞,不排除是由小塊太空垃圾造成。

近年來,隨著人類航天發射活動密集進行,特別是SpaceX和OneWeb等公司擁有的商業衛星星座的興起。在太空里,近地軌道空間的衛星比過去幾十年的多了很多,各類航天器和衛星星座之間相互撞擊的機會也更多,進而造成太空垃圾規模化增加。科學家們擔憂,“這是人類太空探索所面臨的最重要、發展最快的問題之一。”

圖 如果給地球拍一張全景圖片,并將地球空間軌道上目前能夠被監測到的空間碎片以及失效衛星等太空垃圾全部標記出來,我們將會看到一幅非常震撼的畫面:地球已經被密密麻麻的太空垃圾包裹。

1. 太空垃圾未來10年或致10%的人死亡

2022年7月,加拿大卑詩大學的一項研究表明:未來10年,太空垃圾重新進入地球大氣層,可能會造成地球人口每10個人中有1人死亡;6%至10%的可能性是有人會被掉落的火箭殘骸嚴重傷害或致死。這項研究結果發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)雜志上。這項結果是通過30多年數據,并計算未來10年人類生命可能面臨的風險而計算得出。計算結果考慮了碎片撞擊老百姓的傷亡可能性,但沒有考慮碎片撞擊飛機的可能性。

火箭是用來將衛星發射到太空的,這些火箭的一部分經常留在軌道上,但如果它們的高度足夠低,就會以“不受控制的方式”重新進入大氣層。研究小組還確定,由于衛星發射軌道的原因,火箭碎片落在雅加達、達喀爾等地的可能性是紐約、北京和莫斯科地區的三倍。

研究小組呼吁國際社會應該要求各國將火箭發射后重新回收地球,盡管這會增加火箭的研制成本。

2. 為減少太空垃圾,日本用木頭制作衛星

為了有效解決太空垃圾問題,日本京都大學和住友林業株式會社將進行合作,計劃在3年內用木材制作出一顆衛星。

因為受制于外太空的苛刻條件,通常人造衛星的首選材料大都是堅固耐用的輕型合金。盡管這些材料有效保護了衛星,但也形成了大量的太空垃圾。

目前,太空垃圾主要包括運載火箭發射殘骸、報廢衛星及其組件、航天器表面涂層脫落物等,還包括航天器撞擊試驗過程中產生的碎片等。據統計,目前有超過1億片太空碎片在繞地球飛行。

人類想出了各種辦法盡量避免太空垃圾,但尚沒有一種徹底及廉價的解決方法。日本京都大學和和住友林業株式會社進行合作,計劃將木材作為制作衛星的材料。使用木材制造衛星將不必擔心太空垃圾問題,因為在衛星完成任務后能夠輕松的燃燒殆盡,還不會產生有害物質。此外,木材不會像金屬那樣對電磁波產生干擾,這將更有利于衛星的結構布局,使衛星的建造和發射更加容易,成本也將更低。

目前,研究人員正在針對真空狀態下木材特性進行實驗,最終選定不易變形的木蘭科植物厚樸(Magnolia officinalis)作為衛星結構材料,并期望在2023年發射全球首顆木制人造衛星。

來源: 聞說新知