“轨道碎片”中的昂贵材料是否能回收利用?

游客投稿 科学探索 2023-06-28 23:39

太空垃圾是围绕地球运行的无用人造物体;太空垃圾小到卫星碎片、油漆碎片、灰尘,大到整个宇宙飞船残骸。

太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片,是指在太空中除工作的航天器以外的人造物体,包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片、报废的卫星、航天器表面材料的剥落和表面涂层老化产生的油漆斑块;航天器泄漏的固体和液体物质;火箭和宇宙飞船爆炸和碰撞时产生的碎片。

根据火箭科学家的说法,它叫做& ldquo轨道碎片& rdquo,但大多数人都称之为& ldquo太空垃圾& rdquo。不要小看这些太空垃圾的零零碎碎。据统计,与大于10厘米(至少16000个)的太空垃圾相撞可能& ldquoKill & rdquo宇宙飞船。真的有这么多垃圾吗?其实说到底都是自己做出来的。

我们能把这些太空垃圾作为资源再利用吗?美国太空探索技术公司SpaceX刚刚成功完成猎鹰重型火箭的首次发射,这也是Elon & middot的首次发射。埃隆·马斯克的公司发射的最大火箭。

在其第一个有效载荷中,这个重型火箭将被称为马斯克自己的特斯拉跑车和& ldquo明星男人& rdquo我们的假人被送入太空进行火星之旅。

毫无疑问,这一事件具有重要的历史意义。但也有人注意到,马斯克此举可能会让越来越多的太空垃圾更加泛滥。说到太空垃圾,现在是重新评估地球上不断涌现的太空垃圾收藏的好时机。

目前,有50多万块空间碎片漂浮在地球周围。它们来自不同的来源,但大多数是我们在过去70年里发射到太空的卫星和火箭组件。苏格兰斯特拉斯克莱德大学机械与航空航天工程教学研究员Stuart & middot斯图尔特·格雷说,大约有20万件是可探测的物体或大于10厘米的物体。

格雷说:& ldquo在可探测的物体中,一半以上是碰撞产生的碎片,大约四分之一是卫星(大约1500个是活动的),其余是火箭和任务碎片。这些片段的整体画面让人看了更加不安。如果我们观察轨道上的物体数量,就会发现地球轨道上大约有8000吨的人造物质。& rdquo

总之,从长远来看,地球周围漂浮的这么多垃圾,对地球本身并不构成威胁。但是我们能从不同的角度看太空垃圾吗?毕竟,大多数太空垃圾是由用于制造火箭和卫星的昂贵材料制成的。这些太空垃圾会不会成为一种闲置的漂浮资源?

格雷解释道:& ldquo这些物品是由非常特殊的材料制成的,而这些材料的生产成本又非常高,所以人们很容易将其视为一种等待被利用的资源。问题是捕捉和使用这些& lsquo资源& rsquo这可能需要很大的努力。& rdquo格雷指出,近地轨道上的物体速度极快,约为每秒7公里。这使得捕捉它们变得很困难,而且建造一枚火箭来捕捉如此快速的残骸将会非常昂贵。

然而,这并不意味着让这些太空垃圾漂浮在那里。事实上,清理空间碎片的各种努力已经在进行中。格雷解释道:& ldquo目前正在开发的机制侧重于非常简单的技术,并将它们与几个世纪以来用于捕捉大型野生动物的技术相结合,如鱼叉和渔网。这些方法仍然需要在轨道上进行测试,但许多计划将在不久的将来实施,如欧洲航天局的e.Deorbit。& rdquo

美国宇航局创新先进概念(NIAC)项目的科学家和工程师提出了类似的建议,即使用比人头发还细的航天器可以像网一样包围太空垃圾。另一种方法是用激光扫描太空垃圾。格雷指出,所有这些概念基本上都停留在纸面上。

不管是幸运还是不幸,我们还有时间。较高地球轨道上的空间碎片将在那里停留相当长的时间。格雷说:& ldquo近地轨道上的物体会在几个月或几年后脱轨,而中间轨道上的物体(如全球导航卫星系统)和地球静止轨道上的卫星在未来会在轨道上运行数百年甚至数千年。& rdquo

太空环境受到了严重污染,太空垃圾的主要生产者,尤其是美国,当然要承担治理的主要责任。但在治疗过程中,加强国际合作,提高行为透明度是非常重要的。美国不仅在走向和保持航天强国的过程中产生了大量的太空垃圾,而且在进行太空武器试验的过程中产生了大量的太空垃圾。比如冷战时期,为了在战争情况下保证全球范围内稳定的无线电通信,美国开始在太空中撒布上亿根铜针,形成8公里宽、38公里长的云环& ldquo西福特计划& rdquo这些铜针有相当一部分最终成为了太空垃圾。

现在的问题是,在我们思考如何解决太空垃圾问题的同时,我们还在制造更多的太空垃圾。不管我们是否找到了将太空垃圾作为一种资源的方法,我们都必须尽快采取行动。毕竟解决这样的问题宜早不宜迟。