English     CAST內(nèi)部郵箱入口    

重返地球——大型空間物體再入大氣層如何處置?

時(shí)間:2018年01月22日 信息來源:中國(guó)載人航天官方微信 點(diǎn)擊:8330 字體:

大型空間物體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,失效后軌道逐步降低,最后重返大氣層。由于質(zhì)量和體積較大,大型空間物體在大氣層中不能完全燃燒,最后會(huì)有部分殘骸隕落到地表,并有可能對(duì)隕落區(qū)域居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成損害,同時(shí)有可能對(duì)隕落區(qū)域的自然環(huán)境造成污染。

關(guān)于這一點(diǎn),國(guó)際法作了相應(yīng)規(guī)定?!锻饪諚l約》要求各國(guó)對(duì)其空間活動(dòng)承擔(dān)國(guó)家責(zé)任,規(guī)定:“各締約國(guó)對(duì)其(不論是政府部門,還是非政府的團(tuán)體組織)在外層空間(包括月球和其他天體)所從事的活動(dòng),要承擔(dān)國(guó)際責(zé)任?!薄敦?zé)任公約》又進(jìn)一步規(guī)定了空間物體隕落損害責(zé)任,強(qiáng)調(diào):“發(fā)射國(guó)對(duì)其外空物體在地球表面及對(duì)飛行中之航空器所造成之損害,應(yīng)負(fù)給付賠償之絕對(duì)責(zé)任”。

但限于技術(shù)原因,各國(guó)在早期并未采取措施積極應(yīng)對(duì)大型空間物體再入大氣層。

早期空間物體隕落事件

1.前蘇聯(lián)核動(dòng)力衛(wèi)星“宇宙954號(hào)”隕落事件

1978年1月24日,前蘇聯(lián)核動(dòng)力衛(wèi)星“宇宙954號(hào)”殘片墜落在加拿大西北部。在美國(guó)支持下,加拿大搜集了該衛(wèi)星共65公斤殘片。1979年1月23日,加拿大對(duì)蘇聯(lián)衛(wèi)星進(jìn)入其領(lǐng)空和衛(wèi)星的有害放射線殘片散落在其領(lǐng)土上所引起的損害提出賠償要求。

加拿大認(rèn)為蘇聯(lián)對(duì)該衛(wèi)星造成的損害負(fù)有絕對(duì)責(zé)任。蘇聯(lián)在該衛(wèi)星可能進(jìn)入和立即進(jìn)入加拿大地區(qū)大氣層時(shí)沒有及時(shí)通知,也沒有對(duì)其提出的有關(guān)該衛(wèi)星的問題做出及時(shí)、全面的答復(fù)。衛(wèi)星殘片具有放射性,殘片使其部分領(lǐng)土不適宜使用;此外,衛(wèi)星進(jìn)入加拿大領(lǐng)空和危險(xiǎn)放射線殘片散布在其領(lǐng)土上還侵犯了其主權(quán)。因此,蘇聯(lián)應(yīng)賠償加拿大600萬加元。

蘇聯(lián)明確拒絕承擔(dān)賠償責(zé)任。蘇聯(lián)認(rèn)為,由于設(shè)計(jì)了衛(wèi)星上的核反應(yīng)堆在重返大氣層時(shí)完全燒毀,因此其殘片不應(yīng)該具有嚴(yán)重危險(xiǎn)。在受影響的地方,引起當(dāng)?shù)匚廴镜目赡苄院苄?。衛(wèi)星墜落并未造成加拿大人員傷亡,也未造成實(shí)際財(cái)產(chǎn)損失,因此沒有發(fā)生《責(zé)任公約》范圍內(nèi)的“損害”。蘇聯(lián)最后同意“善意性”支付300萬加元了結(jié)此案,但仍然拒絕負(fù)有賠償責(zé)任。

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置1.jpg

 前蘇聯(lián)核動(dòng)力衛(wèi)星宇宙954號(hào)隕落加拿大西北部

2.美國(guó)天空實(shí)驗(yàn)室隕落事件

1979年7月11日,美國(guó)天空實(shí)驗(yàn)室隕落在了澳大利亞帕斯東南的陸地上。因?yàn)轶w積和質(zhì)量太大,天空實(shí)驗(yàn)室墜入大氣層沒有完全燒毀。

美國(guó)對(duì)天空實(shí)驗(yàn)室隕落的預(yù)測(cè)存在較大誤差,天空實(shí)驗(yàn)室未能按照預(yù)計(jì)墜落在南非開普敦以南的大海中,而是掉到澳大利亞西部艾斯波蘭斯郡。當(dāng)?shù)匾浴皝y丟太空垃圾”為由,向美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)提出400美元罰款,但美國(guó)國(guó)家航空航天局從未支付這筆賠償。2008年,一名美國(guó)公民募集了400美元,并把支票寄給艾斯波蘭斯郡。

機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)(IADC)成立后各國(guó)應(yīng)對(duì)措施

1993年,美國(guó)、俄羅斯和日本發(fā)起成立了機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì),旨在協(xié)調(diào)各航天國(guó)家統(tǒng)一行動(dòng),共同解決空間碎片問題。該機(jī)構(gòu)成立后,各國(guó)對(duì)于空間碎片相關(guān)的問題日益關(guān)注,采取信息通報(bào)、聯(lián)合觀測(cè)和主動(dòng)處置三種措施處置空間物體隕落。

1.信息通報(bào)

 “信息通報(bào)”指:各國(guó)通過主動(dòng)向國(guó)際社會(huì)通報(bào)即將隕落空間物體的軌道信息,預(yù)測(cè)其可能隕落的位置,說明隕落空間物體的基本情況。

最為著名的案例是意大利Beppo SAX衛(wèi)星隕落事件。Beppo SAX 是由意大利和荷蘭合作研制的X射線天文學(xué)人造衛(wèi)星,1996年發(fā)射升空。原計(jì)劃運(yùn)行兩年,但實(shí)際上一直運(yùn)行到2002年4月30日。此后衛(wèi)星軌道跌落,分系統(tǒng)失靈,于2003年脫離軌道,墜入太平洋。意大利航天局稱,X射線天文學(xué)人造衛(wèi)星因其特殊的不銹鋼鈦結(jié)構(gòu),將有質(zhì)量占比47%的殘骸隕落,預(yù)計(jì)隕落殘片數(shù)量為42片,最大質(zhì)量為120千克,隕落區(qū)域?yàn)槟媳本?.4度之間的整個(gè)赤道區(qū)域,意大利航天局向赤道附近30個(gè)國(guó)家分別發(fā)出了預(yù)警通知。自2002年12月起,意大利航天局每?jī)芍馨l(fā)布動(dòng)態(tài)信息;2003年4月,意大利航天局分別在4月3日、4月10日、4月17日、4月22日、4月24日、4月26日、4月27日發(fā)布一次信息;臨近隕落時(shí),意大利航天局更為頻繁地發(fā)布通報(bào),分別于世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)4月28日10:00,15:00,23:00發(fā)布三次信息,于4月29日6:00,10:00,13:00,19:00,21:00發(fā)布了五次信息,于4月30日0:00,3:00發(fā)布了兩次信息,并于11:30發(fā)布Beppo SAX隕落最終報(bào)告。

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置2.jpg

意大利X射線天文學(xué)人造衛(wèi)星

此外,美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星(UARS)隕落也采取了信息通報(bào)措施。在隕落前數(shù)周,美國(guó)國(guó)家航空航天局每周通報(bào)信息。衛(wèi)星隕落前4日起,美國(guó)國(guó)家航空航天局開始按照再入前4天、3天、2天、1天、12小時(shí)、6小時(shí)、2小時(shí)更新通報(bào)。 

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置3.jpg

美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星

2011年11月福布斯土壤號(hào)火星探測(cè)器發(fā)射失敗,于北京時(shí)間2012年1月16日1時(shí)45分隕落太平洋海域。未燃盡碎片落在惠靈頓島以西1250公里的太平洋海域。俄航天局表示,福布斯土壤號(hào)火星探測(cè)器主體會(huì)在經(jīng)過大氣層時(shí)基本燒盡,有毒燃料也會(huì)在隕落前燒盡,但最終仍有20到30個(gè)碎片隕落地球,總質(zhì)量不超過200千克。探測(cè)器所含放射性同位素鈷57重量不超過10微克,半衰期極短,不會(huì)造成放射性污染。

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置4.jpg

俄羅斯福布斯土壤號(hào)火星探測(cè)器

2.聯(lián)合觀測(cè)

 “聯(lián)合觀測(cè)”指:各國(guó)與機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)等國(guó)際組織合作,對(duì)即將隕落的空間物體進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)。

德國(guó)倫琴衛(wèi)星隕落事件中,機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)組織了對(duì)倫琴衛(wèi)星的聯(lián)合觀測(cè),期間美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)、歐空局都向機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)提供了觀測(cè)數(shù)據(jù),最后由歐洲衛(wèi)星控制中心對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析。

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置5.jpg

德國(guó)倫琴衛(wèi)星

美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星隕落中,美國(guó)國(guó)家航空航天局將美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星推薦給機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)作為2011年再入風(fēng)險(xiǎn)物體演練的目標(biāo)。多個(gè)國(guó)家通過機(jī)構(gòu)間空間碎片協(xié)調(diào)委員會(huì)交換了跟蹤數(shù)據(jù)和再入預(yù)測(cè)結(jié)果。

3.主動(dòng)處置

 “主動(dòng)處置”意為:主動(dòng)對(duì)空間物體采取措施,使其分解或控制其隕落位置,減小或消除隕落空間物體對(duì)于地面人員財(cái)產(chǎn)造成損害的風(fēng)險(xiǎn)。

和平號(hào)空間站隕落是主動(dòng)處置的著名案例。和平號(hào)空間站到達(dá)壽命末期時(shí),為避免隕落造成損害,俄羅斯于2001年1月24日發(fā)射“進(jìn)步M1-5”號(hào)無人貨運(yùn)飛船與和平號(hào)空間站自動(dòng)對(duì)接,控制和平號(hào)空間站在同年3月23號(hào)墜入南太平洋指定海域。

重返地球——大型空間物體再入大氣層處置6.jpg

和平號(hào)空間站

美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星隕落也采取了主動(dòng)處置措施。美國(guó)宣布美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星即將隕落時(shí),衛(wèi)星已經(jīng)沒有燃料,不能進(jìn)行軌道制動(dòng)控制落區(qū)。但美國(guó)國(guó)家航空航天局利用該衛(wèi)星上的動(dòng)量輪控制其姿態(tài),改變所受高層大氣阻力,盡力控制使其落入無人區(qū)。2011年9月24日,美國(guó)高層大氣研究衛(wèi)星落入于薩摩亞附近的南太平洋無人區(qū)。




關(guān)于本院 | 聯(lián)系我們 | 招聘信息
地址:北京市海淀區(qū)航天城 網(wǎng)站建設(shè):北京空間科技信息研究所
Copyright © 2000-2024 gpcnw.cn All Rights Reserved 中國(guó)空間技術(shù)研究院版權(quán)所有
京ICP備20011260號(hào)-1