正在阅读: 太空“清道夫”,让垃圾无处可藏
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

来源:光明网2018-10-12 16:36

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

    前两期刘静研究员为大家介绍了空间碎片的来源、危害,以及应对空间碎片威胁的观测和避碰方法。本期刘静研究员将带大家了解减缓空间碎片增长的方法。

    一、空间碎片的减缓

    空间碎片数量持续增长,会对空间环境造成影响,因此必须对人类的航天活动进行规范,从而减缓碎片的产生。

    空间碎片减缓措施可以分为两大类:一类是近期内减少生成具有潜在危害性的空间碎片;一类是从长远上限制此类碎片的生成。

    前一类措施包括减少产生与飞行任务有关的空间碎片,并避免解体和碰撞。后一类措施是指从卫星运行区域中清除失效卫星和火箭残骸。

    针对第一类,联合国于2007年发布了《联合国外空委空间碎片减缓指南》。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    指南规定了七条措施以减缓碎片增长:

    1)限制在正常运作期间分离碎片;

    2)最大限度减少操作阶段可能发生的解体;

    3)限制轨道中意外碰撞的可能性;

    4)避免故意自毁和其他有害活动;

    5)最大限度降低剩存能源导致的任务后解体的可能性;

    6)限制卫星和火箭在任务结束后长期滞留低地轨道区域;

    7)限制航天器和运载火箭轨道级在任务结束后对地球同步区域的长期干扰;

    新的研究结果表明,即使采取这些减缓措施,空间碎片的数量也仍在增加。为了减缓空间碎片的增长趋势,需要采取第二类措施,即从轨道中清除空间碎片。

    二、空间碎片的清除

    空间碎片的清除是指利用多种技术手段主动将目标碎片从轨道带回地球,或者促使它进入大气层烧毁,从而使目标轨道上的空间碎片的数量减少的一种积极措施。

    空间碎片的清除需要三个步骤:

    1) 利用精密跟踪设备及成像雷达系统来跟踪目标碎片,掌握其运动的精确轨道、姿态以及变化趋势;

    2) 利用激光或雷达系统实时测距或测速,逐渐接近目标碎片;

    3) 抓住目标碎片,将其带到较低的轨道或带回地面;

    由于当前各项技术水平限制,实施空间碎片清除难度很大,目前仅有一些构想和实验。

    01机械臂

    发射一枚卫星,机动接近目标碎片,用机械臂抓取碎片带回大气层。两颗卫星以极高的飞行速度与大气层摩擦,从而燃烧净尽,不留任何痕迹。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    02飞网

    灵感来自基本的渔网概念。发射一颗连有一张薄金属网的卫星,网张开可达几千米远,该网利用卫星的机械臂在绕地球飞行的同时将捕捉空间碎片。

    然后,系绳将与机械臂的前端脱离。在碎片收集过程中,该网将充电,并最终利用磁场将碎片拉回地球。在进入大气层时,该网与收集的垃圾一同焚毁。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    03附加火箭到大块的碎片

    为大块的空间碎片附加小型固态火箭发动机,并利用这些火箭稳定目标,然后机动到碰撞风险较小的较低轨道。

    此外,这些较低的轨道空气阻力较大,所以卫星轨道的衰减速度要比原来快得多。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    04阻力帆

    发射一颗带有立方帆的卫星,展开后大约5米×5米,然后分两步进行垃圾清理:

    1)位于低轨道的太空垃圾,将直接用展开的帆将其黏住;

    2)大气阻力会拖拽着近地轨道上的卫星,使其轨道迅速衰减至大气层烧毁。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    05使用激光将碎片推入近地轨道

    利用地基激光器发出一束激光,照射在目标碎片背离地球的一端,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。

太空“清道夫”,让垃圾无处可藏

    三、结束语

    太空垃圾对在轨卫星和未来的太空发射构成威胁,为了解决这个问题,科学家一直在探索一系列空间碎片清除方法。日前,国外已成功完成一项测试,让轨道中的“碎片清除”卫星发射捕网,猎捕一个充当目标的立方体卫星。这对空间碎片清除有着重要意义。

    虽然各种清除方案距离成熟实施有一定差距,空间碎片的减缓措施仍是阻止空间碎片增长趋势的重要手段。应对空间碎片的威胁、减少空间碎片数量、为子孙后代留下一个洁净太空仍然任重道远。

    通过三期的讲解,大家是不是对空间碎片有一定的了解啦?空间碎片虽然数量多,会对航天任务产生较大威胁,但是科学家们都在不断努力哦!在减缓空间碎片增长和避免空间碎片碰撞的研究道路上不断前进!

    作者:刘静,系国家天文台研究员,国家航天局空间碎片监测与应用中心副主任,国家空间碎片科研专项专家组副组长(兼预警和数据应用组组长)。机构间空间碎片协调委员会环境和数据库组中国代表,2011至2012年任该组主席;2011年至2018年任联合国外空长期可持续性工作组专家,代表中国参加外空碎片规则谈判。

    文字改编:阿呆

    漫画绘制:元博

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平会见阿联酋阿布扎比王储哈立德

  • 第十三届中国网络视听大会

独家策划

推荐阅读
“HPV(人乳头瘤病毒)疫苗对印度尼西亚女性很重要,因为它能保护我们免受宫颈癌的侵害。”  维诺预计,在实现全面本土化生产后,印尼每年可生产数百万剂HPV疫苗,在稳定供应的同时显著降低接种成本,为更多女性筑起抵御宫颈癌的健康防线。
2026-04-14 09:32
青藏铁路进出藏货物累计突破1亿吨  光明日报西宁4月13日电 记者訾谦从中国铁路青藏集团有限公司获悉,青藏铁路全线通车运营20年来,进出藏铁路货运量稳步增长。
2026-04-14 09:32
不久前,国家药监局正式批准国内首例植入式脑机接口产品的医疗器械注册证,实现脑机接口医疗器械全球首发上市。脑机接口产业仍处于发展初期,设备研发、手术植入、术后康复等成本较高。
2026-04-14 09:35
如今,中国航天不断迈向深空,对制造效率和精度提出了更高要求,智能化升级刻不容缓。(作者为中国航天科技集团五院529厂特级技师、国家级技能大师工作室——“王连友技能大师工作室”专家成员,本报记者刘诗瑶采访整理)
2026-04-14 09:34
《关于加快建设分级诊疗体系的若干措施》近日公布。李大川进一步补充说,医联体内要统筹建设医学影像、病理、检验、药品供应等资源共享中心,提升医疗卫生服务同质化水平。数据显示,2025年紧密型县域医共体基层诊疗占比超63%,高于全国基层诊疗人次占比的平均水平。
2026-04-14 09:31
记者从现场获悉,截至2025年底,上海累计记录野生鸟类543种;2025年,在上海记录到野生鸟类97万只次,为近10年最高。过去一年,上海市区两级收容救护体系救护和放归野生鸟类1256只;来自上海的护鸟志愿者队伍将巡护范围扩大至上海周边地区,为区域联动开展保护鸟类执法贡献力量。
2026-04-14 09:30
我国启动“人工智能+教育”行动计划,人工智能将纳入教师资格考试和认证内容。
2026-04-13 10:04
近日,上海“无废指数”再攀新高——2025年度上海市“无废指数”达86.96,比2024年度上升1.23。
2026-04-13 10:01
前正值春耕春管关键时节,各地电力部门加大保电力度,将优质供电服务延伸至田间地头,让“满格”电力涌动在春耕生产一线。
2026-04-13 10:00
近日,国务院办公厅印发《关于加快建设分级诊疗体系的若干措施》,为新时代深化医药卫生体制改革、推进健康中国建设提供了清晰的实践路径。
2026-04-13 09:59
国际首个侵入式脑机接口医疗器械正式进入临床应用阶段,由清华大学生物医学工程学院洪波教授团队全程自主研发。
2026-04-13 09:56
我们并不缺成果、人才与产业雄心,真正要补上的,是那批能将成果带过“最后一公里”的人
2026-04-10 14:38
春风送暖,踏青正当时,但接连不断的喷嚏、鼻痒、眼痒等过敏症状,却让不少人的春日心情打了折扣。
2026-04-10 10:30
“四月不减肥,五月徒伤悲。”春暖花开,网上晒运动、轻食的人多了起来。不少人把减重当作迎接春天的第一件事,尤其对很多女性而言,拥有理想身材的第一步就是减重。
2026-04-10 10:28
9日,国家卫生健康委、中央社会工作部、中央政法委等25部门联合印发《健全社会心理服务体系和危机干预机制实施方案》,部署5方面18项主要任务,明确到2030年基本健全覆盖全人群、全生命周期的社会心理服务体系和危机干预机制。
2026-04-10 09:56
新华社北京4月9日电第十四届全国人民代表大会第四次会议通过了《中华人民共和国生态环境法典》,法典单行本已由人民出版社出版,即日起在全国新华书店发行。
2026-04-10 09:56
就说春耕:老把式一手扶犁,一手扬鞭,汗水顺着脊背往下淌……  再看今朝:铁牛代替了水牛,无人机施肥撒药,手机指挥收割浇水,早已不再是新闻。相信随着越来越多的新技术、新方法走进田野,干农业会越来越安逸,农业这碗饭会越来越有嚼头。
2026-04-10 09:56
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
加载更多