气象百科
article空间碎片号称卫星“杀手”。主要是指运载火箭箭体、废弃的航天器和因卫星老化或热应力而与主体分离的碎片。
空间碎片的大小差别极大,小的只有微米量级,大的可达数十米。空间碎片和航天器撞击时的平均相对速度是10公里/秒,撞击时的动能十分巨大。一颗10克的空间碎片撞击航天器时,它的撞击效果就和被质量1.3吨、时速100公里的汽车撞击的效果一样,后果将是灾难性的。
目前,日益增长的空间碎片已经影响到人类正常的空间活动,对航天器构成了严重的威胁,而且造成航天器损伤及发生灾难性失效的事例也已发生多起。空间碎片是人类航天活动对空间环境的污染,是人类共同面临的环境问题,已受到了国内外的高度重视。
1、完成任务后的卫星以及运载火箭末级直接成为空间碎片;
2、火箭剩余燃料、卫星高压气瓶中的剩余气体、未用完电池,都可能因为偶然的因素爆炸,而产生难以计数的空间碎片,至2003年人们共发现了170余次爆炸,将近一半的碎片因此而来;
3、固体火箭燃料中添加了铝粉,燃烧产生的氧化铝向空间喷射,形成太空“沙尘暴”;
4、用液态金属钠钾作为冷凝剂的核动力卫星,卫星失效后冷凝剂向外泄漏的小液滴产生了小碎片;
5、航天员产生的生活垃圾是名副其实的太空垃圾,和平号空间站的垃圾就直接被抛向太空;
6、航天员在太空行走时遗弃的扳手、手套、摄像机灯等物品也成为空间碎片;
7、空间碎片使航天器表面材料退化、剥落,成为新的空间碎片。
开展空间活动时间较长的美、俄两国,所产生的空间碎片约占总数的45%和48%,我国产生的约占1.2%。 没人能够数清空间碎片的确切数目。人类目前只能对直径10厘米以上的碎片进行跟踪监测,这类碎片目前共有9600多个,世界上只有美国和俄罗斯有能力对其进行全部监测,美国国家航空航天局为每个碎片都进行了编号。 小于1厘米的碎片据估计有数千万乃至数亿,航天器已经根本无法避免与其相撞,只能通过加强自身的防护能力来应对。
太空垃圾分布在正常运行的航天器轨道上,而且由于失去控制,极有可能与正常运行的卫星轨道交叉,发生碰撞,造成空间交通事故。2008年2月11日发生的美国铱星-33与失效的俄罗斯的宇宙2251卫星的碰撞令人触目惊心,事实上,宇宙2251卫星已经是事实上的空间碎片,这次碰撞不仅使依星-33完全失效,还形成了500多个新的空间碎片,对其它航天器构成了致命的威胁。
有些太空垃圾尽管没有引起重大事故,对卫星的“健康”也是有很大危害的。如航天飞机的舷窗就经常受到骄傲小碎片的撞击而遭到损坏,航天飞机每次飞行结束后都要更换2-3块舷窗,每块近5万美元。此外,大量微米级的碎片会对卫星表面形成“砂蚀”,使其温度调节作用显著下降,使卫星寿命缩短。最新实验还显示,卫星表面带电后,偶然的碎片撞击就会引发放电过程,极易引发卫星的异常。