2023年伊始,一颗重2.45吨的美国地球观测卫星,使用寿命结束后重返大气层,专家预报其残骸会于2023年1月9日中午坠落在朝鲜半岛附近,不排除直接砸中城市的可能。因此,当天中午,韩国暂停航班起降,40架客机和大批旅客出行都受到了影响。
去年年底,俄罗斯“联盟MS-22”号飞船发生泄漏事件,经检测发现该飞船存在一个0.8毫米的洞,不排除是由小块太空垃圾造成。
近年来,随着人类航天发射活动密集进行,特别是SpaceX和OneWeb等公司拥有的商业卫星星座的兴起。在太空里,近地轨道空间的卫星比过去几十年的多了很多,各类航天器和卫星星座之间相互撞击的机会也更多,进而造成太空垃圾规模化增加。科学家们担忧,“这是人类太空探索所面临的最重要、发展最快的问题之一。”
图 如果给地球拍一张全景图片,并将地球空间轨道上目前能够被监测到的空间碎片以及失效卫星等太空垃圾全部标记出来,我们将会看到一幅非常震撼的画面:地球已经被密密麻麻的太空垃圾包裹。
1. 太空垃圾未来10年或致10%的人死亡
2022年7月,加拿大卑诗大学的一项研究表明:未来10年,太空垃圾重新进入地球大气层,可能会造成地球人口每10个人中有1人死亡;6%至10%的可能性是有人会被掉落的火箭残骸严重伤害或致死。这项研究结果发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上。这项结果是通过30多年数据,并计算未来10年人类生命可能面临的风险而计算得出。计算结果考虑了碎片撞击老百姓的伤亡可能性,但没有考虑碎片撞击飞机的可能性。
火箭是用来将卫星发射到太空的,这些火箭的一部分经常留在轨道上,但如果它们的高度足够低,就会以“不受控制的方式”重新进入大气层。研究小组还确定,由于卫星发射轨道的原因,火箭碎片落在雅加达、达喀尔等地的可能性是纽约、北京和莫斯科地区的三倍。
研究小组呼吁国际社会应该要求各国将火箭发射后重新回收地球,尽管这会增加火箭的研制成本。
2. 为减少太空垃圾,日本用木头制作卫星
为了有效解决太空垃圾问题,日本京都大学和住友林业株式会社将进行合作,计划在3年内用木材制作出一颗卫星。
因为受制于外太空的苛刻条件,通常人造卫星的首选材料大都是坚固耐用的轻型合金。尽管这些材料有效保护了卫星,但也形成了大量的太空垃圾。
目前,太空垃圾主要包括运载火箭发射残骸、报废卫星及其组件、航天器表面涂层脱落物等,还包括航天器撞击试验过程中产生的碎片等。据统计,目前有超过1亿片太空碎片在绕地球飞行。
人类想出了各种办法尽量避免太空垃圾,但尚没有一种彻底及廉价的解决方法。日本京都大学和和住友林业株式会社进行合作,计划将木材作为制作卫星的材料。使用木材制造卫星将不必担心太空垃圾问题,因为在卫星完成任务后能够轻松的燃烧殆尽,还不会产生有害物质。此外,木材不会像金属那样对电磁波产生干扰,这将更有利于卫星的结构布局,使卫星的建造和发射更加容易,成本也将更低。
目前,研究人员正在针对真空状态下木材特性进行实验,最终选定不易变形的木兰科植物厚朴(Magnolia officinalis)作为卫星结构材料,并期望在2023年发射全球首颗木制人造卫星。