太空垃圾

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资源描述

陈秋丽朱俊帝盛明毅目录一、太空垃圾的简介二、太空垃圾的危害三、太空垃圾的处理指在绕地球轨道上运行,但不具备任何用途的各种人造物体,是人类在探索宇宙的过程中,被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废物。构成这些废弃物的东西是,废弃的航天器和报废卫星,火箭外包装,碰撞和对接期间产生的金属片,螺母和螺栓,不慎丢弃的工具,大块冰冻火箭原料,以及从载人飞船上扔下的宇航员排泄物。:大的有已经“寿终正寝”,但仍在空间轨道兜圈子的卫星、空间站等航天器,被遗弃的运载火箭推进器残骸;中等有意外爆炸形成的碎片,如1996年6月3日,美国一枚飞马座火箭发生爆炸,共产生了约300000个危害性碎片;小的有一些零部件,如星箭分离用的爆炸螺栓、卫星包带和弹簧等,还有宇航员“随地乱扔”的垃圾,比如1965年,在美国首次太空行走过程中,宇航员爱德华失手丢掉了一只手套(还好,一个月后,这只时速近28000公里,人类历史上杀伤力最大的手套坠入大气层烧毁);更多的则是极其微小的空间微粒,如航天器脱落的油漆颗粒等。•1961年至1963年美国西福特计划•1984年美国反卫星导弹试验•2007年中国反卫星导弹试验•2008年美国燃霜行动•2009年卫星碰撞事件2007年中国反卫星导弹试验2007年中国反卫星导弹试验是指中国于2007年1月11日进行的一次反卫星导弹试验。在该试验中,由西昌卫星发射中心,发射的一枚开拓者1号系列火箭携带动能弹头,以反方向8公里/秒的速度,击毁了轨道高度863公里,重750公斤的本国已报废的气象卫星风云一号C,是自1985年美国发射ASM-135反卫星导弹摧毁P78-1人造卫星以来首次成功的人造卫星拦截试验。该测试是历史上产生太空垃圾数目最多的单次事件。估计共造成了2300件以上(2007年12月13日的数据显示)的可被追踪的(尺寸大于高尔夫球)、35000多片大于1厘米的和100多万个大于1毫米的太空垃圾。由于在目标卫星的轨道高度大气阻力非常小,这些太空垃圾将在轨道上运行数十年后才能被逐渐耗尽。NASA(美国国家航空航天局)忧心忡忡地公布:2005年1月17日,南极上空885公里,发生了一起看似偶然的“宇宙交通事故”--一块31年前发射的,美国雷神火箭推进器遗弃物,与中国6年前发射的长征四号火箭CZ-4碎片相撞。这是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”而且人类对太空垃圾的飞行轨道无法控制,只能粗略地预测。它们是宇宙交通事故最大的潜在“肇事者”,对于宇航员和飞行器来说都是巨大的威胁。航天器的不断发射,而航天器上脱离的机械部件却没有很好的回收,被地球的引力所吸引,绕着地球旋转,而太空垃圾的增多又导致了航天器的发射困难,十分容易撞上太空垃圾。太空垃圾的存在对于在太空中运行的航天器来说,简直就是天敌。由于空间碎片与航天器之间的相对速度很大,一般为每秒几千米至几万米,因此,两者即使是轻微碰撞,也会造成航天器的重大损坏极小的垃圾碎片由于数量多,能严重改变航天器的表面性能;稍大的碎片会损坏航天器表面材料,对表面器件造成损伤,甚至使航天器的飞行姿态改变,从而改变其运行轨道;空间碎片的能量足够大时,能穿透航天器表面,打坏内部系统;大的空间碎片撞击航天器桁架结构时,可能将整个结构打散。另外,大型空间碎片进入大气层时,会对地面的生命财产安全构成威胁太空垃圾的特点:1、数量较多且不断增加;2、质量较小;3、运动速度快•如果任务控制员及时探测到人造卫星存在的故障,他们会将仍处于功能正常状态的人造卫星点燃其发动机,抵达被称为“轨道墓地”的太空区域,该太空区域位于人造卫星最初飞行平面数百英里之上,这样将避免邻近的太空人造卫星可能遭受的损害。这就是地面太空任务指挥人员如何处理通信卫星“雅特5A”的方法,该卫星在操作12年之后,今年1月15日它出现了无法探知的故障,目前该通信卫星处于太空漂浮状态,在距离地球表面35888千米(22300英里)的太空轨道平面移动,沿着其轨道弧度向东漂移。“雅特5A”卫星是由卢森堡SES公司发射的,该公司已十分悲观地放弃了该卫星的通信通讯功能,现正将它从安全的太空轨道区域内移除,并通知其他邻近人造卫星所属国家避免发生碰撞。最终,“雅特5A”的归宿是进入墓地轨道终结自己的生命。2006年,俄罗斯“快车-AM11”通信卫星进入一个轨道墓地,之后与太空残骸发生碰撞•摧毁出现故障的人造卫星也可采用导弹击毁,但并不是所有的情况下,导弹射击都会使人造卫星在太空中完全爆炸毁灭。去年,美军在太平洋发射了一枚导弹,击中了废弃的“USA193”间谍卫星,虽然这颗间谍卫星绝大部分被摧毁,但是2月20日它的残骸中有一个完整的有毒联氨燃料罐落在地球上。•4•、••••处理出现故障的人造卫星的另一种方法就是通过美国宇航局的航天飞机携载返回地球进行修理,航天飞机舱内完全可以携载小型人造卫星返回地球。现服役18年之久的哈勃太空望远镜就是人造太空仪器成功修复的典型例子,美国宇航局宇航员曾四次“拜访”这颗太空基础望远镜,第一次是纠正了它的模糊呈像问题,之后又添加了新的摄像仪和仪器,进一步延长了它的服役时间。目前,美国宇航局计划今5月12日进行第五次哈勃太空望远镜的维修任务,同时这也是最后一次维修任务•处理太空飞船和垃圾最常见的一种方法是进行燃烧,之前一些老式太空飞船曾在地球大气层进行故意操作性燃烧。俄罗斯无人驾驶“进步”号货运太空飞船在执行完向国际空间站送递货物之后,以燃烧火球的形式结束了它的太空旅行生命。2001年,俄罗斯“和平”号空间站放弃使用后,也以类似的“火葬”形式结束生命••目前,美国一家航太公司正在部署一个叫作“太空牧羊犬”太空垃圾处理器,它能够用太空动力使太空垃圾得到较好的处理。使用一种可重复使用的太阳能航空器来清理太空垃圾。太阳能航空器利用太阳能电池板充电后,它上面的电流与地球磁场相互作用产生推动太空垃圾的动力,太空垃圾也就进入大气被烧成灰了成功回收的航天器表面多数处于“伤痕累累”的状态,因此各国也通过增加航天器表面的强度,来应对体积较小的空间碎片,从而减小那些“不期而遇”的碎片带来的破坏。美国提出了太空碎片清除系统,通过把大气气体脉冲发射到目标碎片必经路线上,增加太空垃圾的摩擦力,令其下降坠落到地球大气层里。感谢观赏欢迎大家交流

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