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空間碎片越來越多,厘米級就可導致航天器徹底損壞

時間:2016年05月06日 信息來源:不詳 點擊:1801 字體:

近日,有媒體報道日本“最重要的”X射線天文衛(wèi)星“瞳”與地面失去聯(lián)系,據(jù)長期跟蹤監(jiān)測空間碎片的美國聯(lián)合空間運營中心報告,發(fā)現(xiàn)“瞳”失聯(lián)時,該衛(wèi)星運行位置附近出現(xiàn)了5處碎片。因此,有專家分析,“瞳”可能受到空間碎片的撞擊。


一時間,有關空間碎片的話題再次成為人們關注的焦點。


空間碎片究竟是什么,有哪些類型,危害如何?4月24日是首個國家航天日,記者一行來到國家航天局空間碎片監(jiān)測與應用中心,聽該中心副主任劉靜講關于空間碎片的那些事兒。


空間碎片 就是所謂的太空垃圾


“空間碎片就是人們通常說的太空垃圾,是人類空間活動的產(chǎn)物,主要包括在軌運行或再入大氣的無功能的人造物件及其殘塊和組件?!眲㈧o說。


劉靜介紹,任務碎片占13%,火箭殘骸占17%,失效航天器有22%,解體碎片即航天器爆炸或相互碰撞產(chǎn)生的碎片占43%。從軌道分布來講,空間碎片主要分布在三個區(qū)域,即2000千米以下LEO(近地軌道)區(qū)域、20000千米中高軌區(qū)域、36000千米地球同步軌道區(qū)域,其中600—1000km這個區(qū)域分布最密集。


近年來,由于人們空間活動頻繁,空間碎片數(shù)量急劇增加,LEO區(qū)域增加量超過50%。有數(shù)字顯示,目前,碎片總數(shù)量已超過1億,其中大于10厘米的超過2萬,大于1厘米的超過20萬。


“也就是說,5%的工作航天器生活在95%的碎片中,面臨很大威脅?!眲㈧o強調(diào)。


碎片雖小 但危害甚大


“別看這些小小的碎片,危害甚大,厘米級的空間碎片就可導致航天器徹底損壞?!眲㈧o說。


劉靜解釋,空間碎片平均撞擊速度每秒10公里,因此,厘米級碎片產(chǎn)生的動能就相當于一輛小轎車以五六十公里的時速撞上衛(wèi)星,其危害可想而知。


劉靜表示,由于這些碎片速度比較快,各種尺寸的碎片都會對航天器造成危害,較大碎片撞擊會使航天器破裂、爆炸、結構解體,微小碎片累積效應會改變元器件的性能,導致航天器性能下降或功能失效。


而且,厘米級碎片不易監(jiān)測?!澳壳懊绹瓤臻g碎片監(jiān)測能力較強的國家,能較全面監(jiān)測到的最小碎片尺寸也只有10厘米左右?!眲㈧o說。


與此同時,還要警惕空間碎片隕落的威脅。劉靜表示,低軌衛(wèi)星受大氣阻力作用高度逐步降低最終隕落,隕落事件幾乎每天都會發(fā)生,體積較大的衛(wèi)星隕落時可能有未燒毀的殘骸落至地面,造成地面人員的生命和財產(chǎn)損失。


形勢嚴峻 監(jiān)測中心應運而生


近年來,太空垃圾越來越多,占據(jù)越來越多的軌道,航天器安全運行形勢嚴峻。


“這種情況下,迫切需要常態(tài)化空間碎片監(jiān)測預警,保障航天器和地面人員財產(chǎn)安全?!眲㈧o說,而且,常用航天器軌道日漸擁擠,各國航天器之間高風險交會頻繁,也需要有統(tǒng)一的國家級聯(lián)絡點執(zhí)行與外星的碰撞事務協(xié)調(diào)。


時勢造英雄。2015年6月8日,國家航天局空間碎片監(jiān)測與應用中心在中科院國家天文臺正式掛牌成立。


劉靜介紹,中心成立后,主要負責空間碎片和近地小天體專用監(jiān)測設備規(guī)劃運行管理工作,提升空間碎片碰撞預警和應急響應能力。


“簡單說,在我國進行衛(wèi)星發(fā)射時,中心就要提前預警,選擇一個空間相對干凈或者風險最小的時機以進行發(fā)射,規(guī)避碰撞。而當有空間碎片或外星靠近我國在軌飛行器,可能對其帶來威脅時,就要提前向有關部門匯報?!眲㈧o說。


以委內(nèi)瑞拉“委遙一號”衛(wèi)星為例,在剛剛過去的2016年春節(jié)期間,中心在收到對方的預警分析請求后,迅速展開觀測分析,結果顯示其在2月5日到22日期間會與外星遭遇三次距離小于100米的交會,其中一次距離僅有幾米,需要稍微動一下。而另外兩次風險相對可控,沒有動的必要。


當然,中心最主要的任務是為我國氣象、海洋、資源、實踐等系列100多顆衛(wèi)星提供日常碰撞預警服務。有數(shù)據(jù)顯示,2015年共發(fā)生紅色預警87次、黃色預警538次、藍色預警6695次。


“目前我國對重要的在軌應用衛(wèi)星都會進行空間碎片監(jiān)測,未來根據(jù)國家要求,可能會對所有在軌衛(wèi)星都進行碎片監(jiān)測?!眲㈧o說。




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