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2022/04/14 | |||||
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失效卫星的归宿 “墓地轨道”
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危险的空间碎片 从某种角度来讲,失效卫星属于“太空垃圾”,也就是空间碎片之一。在联合国相关委员会的定义中,空间碎片包括完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭喷射物、空间物体碰撞产生的碎块,甚至还有航天员在太空作业时遗失的手套和工具等物品。 可以说,地球如今正被一张细密的“垃圾网”裹挟着。这些“垃圾”的尺寸,小的尚不如一粒药片,大的堪比一辆公交车。它们的运行速度非常快,平均速度是子弹的20倍。所以,哪怕是小碎片也具备极大的动能,一旦撞上航天器将造成灾难性的后果,更别说大如卫星的空间碎片了。 随着航天发射的日益频繁,空间碎片也在不断增多。假设近地轨道是一条高速公路,那么现在这条公路上正充斥着各种报废车辆、交通事故残片等。如果不采取措施,数十年后各种碎片数量将达到链式撞击效应的临界值,之后近地轨道将变得彻底不可用。那么,有什么办法清理这些空间碎片或者“太空垃圾”吗? “火葬”与“天葬” “太空垃圾”和地球垃圾一样,也需要分类处理。 对于规模较小的冲击损害,可以采用在航天器外表安装防护装置的方式加以保护。但这层“防护铠甲”会增加航天器重量,导致发射成本大幅增加。所以,目前国际上多采用跟踪观测空间碎片的方式,一旦碰撞概率达到预警值,就让航天器执行规避动作。 对于卫星级大碎片的处理,航天界普遍认同的是“火葬”与“天葬”的处理方式。 太空中没有氧气,所谓“火葬”并不是真的点火将这些失效的飞船或卫星焚烧掉,而是让这些较大空间碎片减速下降,落向地球。在下落的过程中,这些碎片会与地球大气层剧烈摩擦,产生极高的温度,从而被烧蚀殆尽。“火葬”对于距地面400公里左右的较大空间碎片来说具有可执行性,但是对于远在3.6万公里之外的地球同步卫星来说,就不那么容易了。于是人们又想到了“天葬”,也就是将卫星送入太空中的“墓地轨道”。 “墓地轨道”的位置 “墓地轨道”,也叫“坟场轨道”“弃星轨道”。究其意义,代表着卫星的归宿。 确切地说,“墓地轨道”是位于地球上方较远处的一条卫星运行轨道。它的位置大概在3.6万公里处的地球静止轨道往上300多公里处,也就是比运行中的远地卫星还高300多公里,离近地轨道上的卫星就更远了。这就保证了“墓地轨道”长期处于一个安全高度。 众所周知,适合卫星运行的轨道属于稀缺资源,如果放任失效卫星一直留在原处,那轨道资源就会更加紧张。所以将失效卫星送入处于安全高度的“墓地轨道”实行“天葬”,既能避免大型空间碎片对正常轨道上运行的卫星构成威胁,也能为其他卫星腾出宝贵的轨道资源。 另外,将地球同步卫星拖入“墓地轨道”仅需要11m/s的速度增量,而脱离轨道需要1500m/s的速度增量,因此“天葬”比“火葬”更省推进剂。 进入“墓地轨道”的卫星将会在这个高度继续绕行地球数百年。到那时,人类应该有更好的办法彻底处理这些空间碎片。据《重庆科技报》
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