用太空飞船分拣城市垃圾创意说明
为了控制和减少太空垃圾对人类的潜在威胁,专家们提出了许多对策,基本上可以归结为四个字:避、禁、减、清。
所谓“避”,就是通过加速发展太空监视系统,对太空垃圾进行严密跟踪,及时发布预警,使航天器采取有效的技术手段避开太空垃圾。美国和俄罗斯各自都有先进的追踪系统,欧洲航天局也在对所有在近地轨道上运行的太空垃圾进行编目,以便更好地掌握它们的动向。
所谓“禁”,就是国际上制定有关空间法规,禁止在空间进行各种武器的试验和部署,限制发射核动力卫星,使空间成为为人类文明服务的和平空间。
清除电脑垃圾所谓“减”,就是发射航天器的国家应采取措施,尽量减少太空垃圾的增加。对末级火箭采取未燃尽推进剂和高压气体排空,避免末级火箭爆炸。
所谓“清”,就是主动出击,开发太空垃圾清理技术。清除太空垃圾既可以扫去人类进军太空路上的“绊脚石”,还有巨大的经济效益,这样一举两得的买卖,各国相关机构自然趋之若鹜。不过,关于太空环境治理目前还仅限于研究分析,该领域没有任何商业机构在运营。以下是科学
家提出的一些富有创意的“扫垃圾”方案:
太空垃圾清扫机美国发明了一种巨大的风车式空间碎片清扫设备,用于处理直径小于1厘米的垃圾。这种“太空风车”有4个金属扇叶,每个扇叶长400米、宽45米。当垃圾与扇叶碰撞时,微小的垃圾碎片就嵌入了金属风叶从而达到清除的目的。即使稍大一点的垃圾打穿风叶,由于碰撞使垃圾的速度大大降低,没有足够的速度来维持它继续环绕地球运动,因此将逐渐坠入地球大气层而烧毁。
在美国宇航局的尼古拉斯·约翰森看来,发射一个直径为1.6千米的巨大聚氨酯球到近地轨道上去拦截漂移的太空垃圾也是个不错的主意。在聚氨酯球的撞击下,碎片会失去能量,改变轨道,跌向地球大气层。不过,相对于其体积而言,聚氨酯球的重量偏轻,容易在太空中失去控制,偏离既定轨道,反而成为威胁航天器的潜在“杀手”。
太空垃圾回收车 在太空轨道指定地点上,太空垃圾回收车能够将散落的残骸收集和封装起来,相当于太空中的“清洁工”。
比较有代表性的是一个被称为“空间工友”的方案,该设备由12只空间“垃圾箱”组成,在地球
同步轨道上运行。当太空垃圾飞过时,它会伸出由电脑控制的机械臂抓住目标,放进“垃圾箱”后将其分割切碎,使其坠入地球大气层燃烧自毁。
还有一种回收装置是让卫星带上一个用轻型电子绳连接的收集网,当卫星到达指定位置后,会自动松开长绳。收集网装进一定量的垃圾后,在地球磁场作用下,就会带着垃圾一起坠向大气层。
另一种被称为“黏性人造垃圾回收轨道球”的方案引起了美国宇航局的兴趣,同样是利用泡沫球,在球身上涂满特殊黏合剂,就可以黏住过往的碎片垃圾。
日本研究人员也开发出了一款“机器人清洁工”,借助一条长达数公里的电缆,用带有强力电磁铁的机械臂牢固地抓住报废的人造卫星或是火箭残块,并将它们收集起来抛入大气层烧毁,对于清除较大的太空垃圾非常适用。其长度在50厘米到70厘米之间,重量约140公斤。据日本宇宙航空研究开发机构估算,建造一部这种机器人需花费大约400万美元。
激光扫帚 从地面或者太空发射激光,将太空垃圾推至离地球更近的轨道,使其在地球引力作用下加速下落。
美国宇航局从2000年开始就在进行“激光扫帚”试验,计划帮助清理国际空间站运行轨迹上直径在1厘米到10厘米之间的太空垃圾。一旦某个太空垃圾目标被锁定,“激光扫帚”将发出一束激光,照射在太空垃圾背离地球的一端,使该部分气化,然后利用气体的反作用力推动太空垃圾朝地球的方向运动,最终使其进入大气层烧毁。
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