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人民日报海外版 2015年06月13日 星期六

提供太空垃圾动态数据 成立空间碎片监测中心

中国发力当好“太空清道夫”

本报记者 彭训文

《 人民日报海外版 》( 2015年06月13日   第 08 版)

  中国国家航天局空间碎片监测与应用中心揭幕仪式

  空间碎片示意图

  在风靡一时的影片《地心引力》中,宇航员出舱进行哈勃望远镜维修时,无数高速飞来的太空垃圾(又称“太空碎片”)袭击了宇航员和飞船,并造成严重事故。电影所展示的被人类废弃物污染的宇宙环境令人印象深刻。

  近日,中国国家航天局空间碎片监测与应用中心挂牌成立,这标志着我国在空间碎片监测、预警、应对突发事件以及国际合作方面迈出了坚实一步,更是我国进入和利用太空活动能力不断加强后,切实履行太空安全责任的表现。

  航天器如何躲避空间垃圾?各国如何清理这些垃圾?到目前为止,各国航天界虽花样不少,但还未能找到一个行之有效的方案。其中,技术掣肘和相互猜疑是主要原因。

  我们相信,只有充分开展国际合作,多重防控政策和手段并用,才能标本兼治清理太空垃圾。

  实时追踪  预警监测

  “这多像一些地方出现的‘垃圾围城’。”刚刚成立的中国科学院国家天文台的国家航天局空间碎片监测与应用中心,在其空间碎片演示屏上,记者看到这样一幅触目惊心的画面:无数大大小小的太空垃圾把地球表面团团围住,并擦着各式航天器边缘飞行。

  “这些垃圾数以亿计,总重量有数千吨。”国家国防科技工业局总工程师田玉龙介绍说,这是通过汇总观测到的太空垃圾得到的信息和数据,“只要是拳头大小的太空垃圾,我们都进行观测和跟踪。”

  在屏幕的左边,一排排数字急剧变动着。仔细观看,发现这是各个垃圾的编号和实时的经纬度、高度、相对速度、距离等数值。其中,垃圾A距离某航天器的距离仅为124公里,相对速度14.8公里/秒。国家天文台台长、空间碎片专家严俊解释到:“如果这个垃圾1厘米长的话,这相当于一辆小轿车以每小时148公里的速度撞上航天器。这对航天器来说将是毁灭性的。”此外,即便是毫米级或微米级太空垃圾的撞击累积效应,也将导致航天器性能下降或功能失效。

  这个中心建成后,我国将建立起自己的太空垃圾和近地天体实时监测系统,能保证及时研判上述风险,提高突发事件应急响应能力。

  目前,包括载人航天、探月工程和卫星发射在内,我国都增加了对太空垃圾的预报、预测程序,并通过实施防撞机动和添加高性能防撞防护材料来躲避。

  “清扫”垃圾  各出奇招

  那么,除了“躲避”以外,能不能把空间垃圾“清扫”掉呢?

  目前,各国在轨清除技术都在研发当中,但真正进入实质验证阶段的并不多。

  欧洲航天局的科学家基于人类从石器时代就用来捕鱼的鱼叉想到一个好主意:为什么不造一种鱼叉式飞行器,勾住太空垃圾并把它往大气层里拖呢?要做到这一点,科学家需要突破三个关键动作——以高能撞击目标垃圾,穿透它,随倒钩卷回它。目前,这项工作正进入鱼叉样式和弹射装置的选定阶段。下一步,欧航局将开展电脑建模分析、全硬件演示等,并计划在2021年首飞。

  日本宇航探测局的科学家同样对各式渔具情有独钟。他们已经联手日本一家渔网制造商打造一个渔网状的太空垃圾收集系统。系统将发射一颗卫星到太空,卫星上有一张薄金属网(人类头发般细的纤维缠绕而成),张开可达几千米。围住太空垃圾后,卫星上的系绳将从机械臂前端脱离,太空垃圾被网“捆”成一捆,这些被充好电的网将利用磁场把太空垃圾拉回地球,并在大气层一起烧毁。

  此外,用火箭推、用太阳帆拉、用地面激光推等方案都在研究当中。

  我国航天科技集团公司的科学家去年研制出一种类似人手臂的空间机械臂。它由一个臂展和6个关节组成,非常灵活,可以释放和抓回航天器。目前,微重力环境下的地面模拟试验正在进行当中。

  然而,我国的这一努力被一些外媒错误解读为反卫星实验,相关猜忌一直没有停歇。

  国际合作  标本兼治

  法国樱桃卫星被太空垃圾击中,一度导致卫星失控;俄罗斯的快车AM11通信卫星被太空垃圾撞击失灵报废……始作俑者,就是美国、俄罗斯及独联体国家“贡献率”达到近70%的太空垃圾。

  在各国各自为战、相互猜忌无法解决日益凸显的太空垃圾危机的背景下,目前看来,国际合作是十分急迫的问题。

  对于垃圾监测,田玉龙表示,由于垃圾在茫茫太空非常小,要准确计算出它们碰撞航天器的概率,需要建立全球化的监测网络,及时融合共享相关数据,因此必须要国际合作。

  目前,联合国已建立了一套协调机制,每年召集各国航天机构进行研讨和交流,共同寻求解决办法。此外,还成立了协调各国航天机构共享资料的空间碎片协调委员会。

  作为其中一员,我国已经着手把自主编撰的太空垃圾动态数据库与国际社会共享,以切实推动国家间关于太空垃圾的技术发展和法律法规等研究工作。通过这样的行动,我国正实实在在地履行航天大国的应尽职责。

  对于所有航天参与国家和组织来说,应该明白这样一点:要清理太空垃圾,无论是“清扫”、躲避,还是限制新卫星发射数量、提高空间态势感知能力,都需要各方携起手来,通力合作,才能实现标本兼治,为子孙后代留下一个清洁的太空。

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责编:张保淑 邮箱:beijing2008@people.cn