太空垃圾横行天际 "太空交规"如何制定?

陈永杰 李金金(实习)

2008年12月02日08:03  来源:《北京科技报》

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  近日,来自多个国家的航空航天专家在意大利罗马举行会议,强烈呼吁世界各国共同参与制定太空交通规则。

  “其实这次会议并不是历史上第一次呼吁制定太空交通规则。”著名太空碎片专家、中国科学院空间科学与应用研究中心研究员、空间碎片行动计划前首席科学家都亨在接受《北京科技报》采访时说。上世纪九十年代初就已经有专家注意到太空交通的问题,曾提出过建议。但是由于当时国际上对太空问题都非常敏感,所以一直没有采取实际的行动。

  制定太空交通规则,专家们要面对的一个难题就是太空碎片的治理。空间碎片也称为太空垃圾,是指人类航天活动留下的火箭、卫星残骸等在空间形成的垃圾统称。从人类进入太空至今的50年来,遗留在太空轨道上大大小小的碎片已超过3500万个。

  “目前,人类能从地面利用雷达和望远镜观测的太空碎片数量大概是13000多个,这指的是一般距离地面高度1000公里以下,尺寸在10公分以上的太空碎片。而对于10公分以下太空碎片的探测很不完整。”都亨说。

  太空碎片的增多会严重影响到在轨飞行的航天器的安全,一旦受到碎片的撞击,航天器就会解体。而解体以后就变成了更多的碎片,会危害其他的航天器。

  “空间碎片的平均运行速度是10公里/秒,也就是36000公里/小时,而破坏力与速度的平方成正比。也就是说,一个10克的碎片打在卫星上,就相当于一个小石块打在一辆正在高速公路上疾驰的小汽车上。它的破坏力是石块的13万倍。这样的破坏力是航天器所无法抵御的。”都亨解释说。

  虽然,太空垃圾对航天器威胁巨大,但是,都亨研究员也认为,从空间分布来看,太空碎片的密度并不高,平均每立方公里不超过8-10个,这就导致“太空交通事故”发生的概率是非常低的,可以说是一种“低概率、高风险”事件。在世界范围内,已经确认的太空碎片碰撞的事例大约不到10次。有媒体报道,我国长征四号火箭的一个残骸和美国的一个火箭残骸就曾发生过碰撞。

  由于太空垃圾对航天器形成威胁巨大。所以,美国科学家已经把能够观测的13000多个太空垃圾逐一编号,连续追踪,不断更新轨道直到确定它们以后的位置。

  但是,都亨坦言,对太空垃圾的“管理”非常难。“你不仅要看到这么多的碎片,还要确定这些碎片的轨道,并且还要预测出这些碎片将来各个时刻所处的位置。只有像美国这样“管理”,才能真正躲避危险。对于我国来说,由于缺少专门的探测设备,还不能管理这样多的碎片。”

  现在各国都在极力想办法消除太空碎片,比如设置一个地面激光器,用激光烧毁碎片,如果不能烧毁也会使碎片变小,或者改变碎片的轨道,让其进入大气层而逐渐销毁。还有就是提出太空垃圾车的构想,把它做成蜂窝状的结构来收集小碎片,当搜集到一定数量的时候,坠入大气层自动销毁。

  北京大学地球与空间科学学院教授焦维新在接受《北京科技报》采访时认为,最行之有效的方法是世界上所有国家都遵守其航天器在临近寿命之前主动销毁的规定,自动坠入到大气层,不再人为产生太空垃圾。“比如一个航天器寿命10年,在接近10年它还能正常工作的时候,采取离轨措施,让它坠入大气层销毁。这样就能够大大减少太空碎片的增加速度。”

  都亨认为,太空交通规则制定的基本原则就是在如何“规避”已经被“管理”起来的太空垃圾和其他航天器。

  “因为太空垃圾沿着固有的轨道运动,我们只需要知道它们的运动轨迹,就可以使发射到太空的航天器避开这些威胁,就像是在高速公路上标明障碍物的位置,好让汽车绕道。”都亨研究员说,太空环境和人类的环境所面临的问题一样,都是“先污染,后治理”,这样势必就处于被动的状态。为了维护空间环境,现在国际上已经制定了相关的一些规定,建议以后要限制发射一颗卫星时所产生的碎片数量。在一个卫星失效前就需要主动离开,不要占据空间资源,就如同在地面马路上的一辆汽车坏了就要给其他车辆让路的道理一样。

  都亨认为,太空的情况非常复杂,除了太空碎片,它还涉及到太空的自然环境,电离层,太阳风暴,地球辐射等都可能使航天器发生故障,我们要想制定科学的太空交通规则,首先需要仔细的研究空间环境,做空间预报,正如我们所听到的天气预报那样。只有对空间所发生的各种情况都熟悉以后,才能制定出正确的交通规则。

  都亨强调,我国有必要亲自投身到太空交通规则制定的讨论中去,这样不仅可以有助于增进中国与世界各国之间的信息交流,资源共享,还可以在国际航天发展中尽到一份责任和义务,发出自己的声音。“如果在一开始,规则的制定中没有参与,就容易丧失我们的话语权,损害我们的国家利益。”

  目前,太空交通规则现在还只是处于初步的专家呼吁阶段,究竟它会在什么时候能够成为国际上的公约法律,成为世界各国共同遵守的法规呢?都亨和焦维新都认为这将是一个漫长的过程。

(责任编辑:赵竹青)
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