太空垃圾已经给在轨航天器造成了威胁-三农新闻
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太空轨道-太空垃圾已经给在轨航天器造成了威胁

袁惟仁瘦成皮包骨

可別小看太空垃圾的危害。它們飛行速度極快,撞上航天器會造成巨大破壞。一塊10克重的空間碎片撞擊衛星,足以將其打穿甚至直接擊毀,從而產生更多碎片。電影《地心引力》中,就描述了這種連鎖反應帶來的災難。

原標題: 清理太空垃圾人人有責 這顆衛星打算回收自己

據金牛座納星下傳圖片顯示,薄膜離軌帆裝置在軌展開正常,遙測數據顯示衛星狀態良好,姿態穩定。地面人員將持續跟蹤衛星軌道,實測薄膜帆離軌效果。大家不必為它匆匆告別而遺憾,這顆星風風火火登場,就是為了瀟瀟洒灑謝幕。這,正是它的使命。

打開離軌帆回收自我,不給別人添麻煩

地面上垃圾處理都不容易,太空垃圾清理起來就更麻煩了。金牛座納星覺悟很高:「維護太空環境,要從自己做起。」

被動離軌是讓航天器藉助薄膜帆裝置、電動力繫繩、充氣球等外部作用力降低飛行軌道。805所設計師表示,在各類技術中,薄膜離軌帆技術難度低、產品成本低、成熟度高,適用於不同軌道和規格的各類航天器,最有希望產業化應用。

現實中,太空垃圾已經給在軌航天器造成了威脅。最典型的案例是2009年,美國「銥星33」在西伯利亞上空近800公里高度,撞到了已經報廢的蘇聯「宇宙-2251」衛星。這次撞擊不僅直接導致銥星33「身亡」,而且產生了大量碎片,散落在從幾百公里到一千多公里高度的太空中,給後續太空計劃帶來了很大影響。

從蘇聯發射人類第一顆人造衛星至今,全世界一共執行了4000多次航天發射任務,發射了8000多個航天器,目前在軌運行的大約1500多個。那些已經失效的航天器,以及火箭末子級、火工品操作性碎片、航天器碎片等,大部分在1000公里以下高度的近地軌道上遊盪,一旦發生「剮蹭」,又將製造更多太空垃圾。如今地球附近被記錄在案的廢棄航天器以及空間碎片,已經超過5萬個。

太空垃圾太多,危害在軌航天器

近日,隨長征四號乙運載火箭入軌不到一周的金牛座納星,順利展開離軌帆開始被動離軌試驗,搭載的相機成功對離軌帆展開過程拍攝成像下傳。

典型的航天器離軌方式分為主動和被動兩種。主動離軌是指航天器在壽命末期,利用自身攜帶的動力裝置進行軌道機動,降低飛行速度並離開運行軌道,逐漸墜入大氣層。2019年7月19日,天宮二號空間實驗室受控離軌並再入大氣層燒蝕分解,少量殘骸落入南太平洋預定安全海域,就是主動離軌的成功案例。

以軌道高度750公里,重15公斤的小衛星為例,如果不採取離軌措施,它壽命結束后還能在軌運行近百年。而採用2.25平方米的薄膜離軌帆裝置,衛星離軌時間將縮短至原來的十分之一以內。對於不同軌道高度、不同質量的衛星,設計團隊正在開發標準型系列化離軌帆產品,以滿足各種離軌需求。

金牛座納星展開離軌帆效果圖 中國航天科技集團八院供圖

要避免太空垃圾在惡性循環中快速「繁衍」,首先要控制其產生的源頭。如何不讓失效衛星成為太空垃圾,尤其是使數量最多的低軌衛星完成使命后重返大氣層銷毀,不污染近地軌道資源,成為航天界研究的重點。

金牛座納星搭載了基於薄膜機構技術的離軌帆載荷,旨在驗證薄膜離軌帆高效收攏和在軌展開技術,並實測離軌效果。該離軌帆裝置展開面積為2.25平方米,收攏時僅有高爾夫球大小,布置在星箭分離機構的內部空隙部位。設計師介紹,該裝置採用先進的微米級薄膜摺疊收攏技術,展收比達到國際一流水平,可加裝至各類成熟的小衛星平台而不佔用衛星自身包絡。衛星壽命結束后,只需啟動帆面解鎖指令使其展開,薄膜帆會增大衛星迎風面積,利用軌道上稀薄大氣形成的氣動阻力,讓衛星慢慢減速,逐漸脫離軌道。

入軌不到一周,就要告別太空?說起來你可能不信,這顆衛星的事情要從垃圾回收講起。

上海市,實行垃圾分類已經將近3個月了。誕生於中國航天科技集團八院805所下屬上海埃依斯航天科技有限公司的金牛座納星,常能聽見外面的阿姨們發出靈魂拷問:「你是什麼垃圾?」

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