太空垃圾究竟是怎么来的?变得越来越多,哪里才是它的归宿?

如题所述

第1个回答  2022-07-04
自从1957年10月4日苏联发射第1颗人造地球卫星以来,人类就已经开始将垃圾带到了太空上,显然现在环绕地球轨道上拥有如此多的太空垃圾,与人类的太空 探索 活动拥有很大的联系,而且随着人类 探索 太空的活动越来越频繁,太空垃圾也变得越来越多,最终应该怎样来解决这些问题呢?

首先,我们还是要来了解一下太空垃圾是如何来的,虽然与人类 探索 太空的活动密切相关,但根据不同形成的方式,还是会有很大的差别,基本上可以分为以下4种:

第一,航天器的任务完成之后,它们基本上也成为了太空垃圾。人类将航天器发射到太空中,就是为了要完成某项太空任务,当任务完成之后,这些航天器就会被留在太空中,并且随着设计寿命的终结,以目前的技术回收的成本就会太高,所以这些废弃的航天器也会成为太空垃圾。

它们虽然已经成为了太空垃圾,但还会以很高的速度围绕着地球旋转,要是碰上了其他正在使用的航天器,撞击的力度就会非常大,对航天器就会存在着很大的威胁,例如碰到一些正在使用的卫星,很可能就会使这颗卫星报废。而且由于这些太空垃圾飞行的速度非常快,它们以后会有很长的时间,都会一直在太空中飞行。

第二,运载火箭的末级也会成为太空垃圾。现代的运载火箭为了可以节约成本,一般都是设计成分级火箭的,末级火箭就是与航天器连接在一起的火箭,等到它们与航天器分离的时候,通常已经具备了很高的速度,这些速度足以维持末级火箭在太空围绕地球旋转,由于它们已经无法再发挥出其他的作用,也就是成为了太空垃圾。

末级火箭由于执行任务的时间非常短暂,只需要将航天器送到太空上就行,所以它的结构基本上都还保持着非常完整,而它们又没有坠落到地面上,通常都是太空垃圾中比较大的那一种。

第三,从航天器上掉落的油漆碎片。由于在太空中的环境实在是太恶劣了,拥有很多宇宙射线,没有了大气层的保护,这些航天器的表面就会直接受到宇宙射线的照射,很容易就会造成设备老化,当表面的结构发生变化的时候,就很容易从航天器上掉落下来。

这些掉落下来的碎片通常都非常细小,但它们还是会以很高的速度运行,所以这些碎片的危害也不能忽视。

第四,在前面三种太空垃圾的基础上,由于长时间得不到清理,而且人类还会不断地发射航天器,所以这些太空垃圾就会变得越来越多,而且它们的飞行已经不再受到地面的控制,所以在太空中还是会存在一定的几率产生碰撞。

民航客机的飞行速度大约为900公里每小时,要是民航客机在飞行中撞上了一只小鸟,以小鸟的血肉之躯,还是可能会给民航客机带来非常巨大的伤害,很可能就会造成坠机的危险;而高铁的运行速度一般为300公里每小时,要是也碰上了飞行中的小鸟,也会将小鸟撞成肉酱。

而太空垃圾的运行速度一般都可以达到7~8公里每秒,最低的一般也能达到3公里每秒,这样的速度一般都是民航客机或者高铁运行速度的几十倍或者上百倍。所以要是太空垃圾产生了碰撞,通常就会造成更多的太空垃圾,一般达到10厘米以上的太空垃圾,很容易就可以将其他的物体击碎。

如果是上面所提到的第三种油漆碎片,虽然它们比较小,但以如此高的速度运行,就会像是一把刀划过一样,也能对物体产生很大的影响。所以随着太空垃圾越来越多,它们碰撞的几率也越来越大,这样就会产生更多的太空垃圾。

既然这些太空垃圾的危害如此之大,而且也变得越来越多,那么应该如何处理它们才行呢?

在2021年3月11日,根据美国航空航天局网站直播显示,国际空间站通过机械臂抛弃一块重约2.5吨的旧太阳能电池板。这块电池板是没有动力控制系统的,那么将它抛弃之后,岂不是就会造成太空垃圾?

这些担心其实是多余的,因为国际空间站距离地面的高度大约是400公里,其实并没有完全脱离大气层,只不过是气体已经非常稀薄,空间站所受到的阻力已经非常小而已。但旧太阳能电池板是一整块存在的,整体受到大气层的阻力就会比较大,再加上它已经没有了动力系统的调节,速度就会不停地降低。

速度降到一定程度之后,就无法维持在太空中围绕着地球旋转了,所以旧电池板就会逐渐坠落到地面,但在坠落的过程中,重力势能又会转化成为动能,坠落的速度也会不断地加快,而且随着高度的降低,空气的密度也会变得越来越大,旧电池板就会与空气产生剧烈的摩擦,从而使旧电池板燃烧。

旧电池板在坠落到地面之前,一般都会燃烧殆尽,这基本上就是很多太空垃圾的归宿。但如果旧电池板比较大,在坠落到地面之前也可能无法完全烧尽,不过也不用担心,按照一些权威杂志的说法,这些没有烧尽的碎片一般都不会砸到地面上的人。

这块2.5吨的旧电池板也是国际空间站有史以来丢弃“最重的太空垃圾”,不过在此之前,国际空间站也多次丢弃过垃圾,一般都是半吨重左右的物体,它们的结果就是在大气层中燃烧殆尽了,并不会对人类其他的太空 探索 活动造成影响。

从这种处理方式我们就可以看得出来,让太空垃圾坠落到大气层烧毁是一个比较有效,而且成本又比较低的办法,但由于一些太空垃圾实在是太小了,在稀薄的大气层中受到的阻力也比较小,所以经历了很长的一段时间,它们的速度也还会维持比较高,所以现在的科学家也在考虑,是否有必要开发专门的航天器来处理这些太空垃圾?比较简单的方式就是将它们收集在一起,然后就坠落到大气层中燃烧。

但对于一些寿命已经终结,整体还保持比较完好的卫星,这样的处理方式并不是最好的,因为这些卫星在坠落到地面的过程中未必会完全燃烧,虽然不一定会砸中人,但只要数量比较多了,还是会对地面的生存环境带来危险。

而且有一些卫星对于人类的意义非同一般,例如中国发射的第1颗人造地球卫星“东方红一号”,它到现在还在太空中飞行,如果可以将这颗卫星回收,对于我国的意义是非常大的,所以对于一些寿命结束的卫星进行整体回收,效果也许会更好。无疑,随着 科技 的发展,处理太空垃圾也会衍生出一个新的产业。

对于一些在空间站产生的生活垃圾,这就不能随意丢弃了,一般的处理方法都是利用货运飞船将它们带回地面处理,这样的处理成本的确是高了一些,但还是有必要的。

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综上所述,太空垃圾都是随着人类进行太空 探索 活动逐渐产生的,它们通常都会飘在地球的轨道上,对后续的太空 探索 活动产生非常大的危害,最好的办法就是将它们坠落到地面上烧毁,但对于一些比较重要的太空物品,最好还是可以将它们带回地面处理。你是怎么看的呢?
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