太空中不需要的卫星我们应该如何回收?

如题所述

第1个回答  2022-06-16

地球轨道上有数以千计的卫星,年龄和实用性各不相同。在某些时候,他们达到了生命的尽头,此时他们变成了漂浮的垃圾。那我们怎么办呢?

大多数卫星的设计都没有考虑到生命的终结。但有些设计用于维修,例如哈勃太空望远镜,其最终服务的一部分被修改为包括软捕捉机制。这是一个界面,旨在使未来的机器人航天器能够连接自身,并在望远镜的使用寿命结束后通过地球大气层的燃烧来引导望远镜安全处置。

考虑退役卫星的方法很重要,因为如果没有适当的处置,它们将成为空间碎片的另一个来源 - 现在以每小时数千英里的速度绕地球运行的旧宇宙飞船,卫星和火箭的碎片。这些碎片行进得如此之快,以至于即使是一枚硬币大小的碎片也有足够的能量来撞击整个卫星。已经有超过10万个这样大小或者更大的已经围绕地球运行的物体,更不用说更大的物品 - 例如俄罗斯航天局的任务控制器已经失去控制的进步无人货舱,并且它将逐渐降低轨道,直到它在地球上燃烧为止大气层。

我们不确切知道它们的数量或位置。只有最大的 - 大约10%的那些足以使卫星失效的碎片 - 可以从地面追踪。事实上,对卫星的破坏并不为人所知,其中哈勃和太阳能最大任务(SMM)卫星的飞行碎片中有硬币大小的孔。未来几年可能存在其他可能更具破坏性的冲突。

安装了软捕获机制以防止更多空间碎片。全世界的工程师正在设计巧妙的方法来试图限制绕地球运行的碎片数量 - 这是有充分理由的。预测表明,如果我们不解决空间碎片的问题,那么我们许多最有用的轨道将会因飞行碎片太过阻塞而使卫星安全地占据它们。

在某些时候,在给定轨道上可能存在足够的碎片,因为卫星碎片碰撞和碎片碎片碰撞会失控。这被称为凯斯勒综合症,如电影“ 重力”中所示。鉴于我们现在依赖卫星的程度 - 对于通信,GPS和时间同步,反过来许多重要的服务,如国际银行业务依赖 - 我们必须防止近地空间到达这一点。无论喜欢与否,所需的重要步骤之一是移除可能成为更多碎片来源的大型失效卫星。

专为处理而设计

2014年推出的英国TechDemoSat-1(TDS-1)等卫星设计用于报废处置。TDS-1带有一个在克兰菲尔德大学设计和建造的小型帆,可以在卫星有用的科学生命结束后部署。这就像一个降落伞,拖着卫星的轨道向下移动,直到它自然地重新进入大气层并在地球大气中燃烧得很高。

TDS-1小到可以燃烧 - 更大或更高的卫星将需要其他方式将它们从最重要,最有价值和最繁忙的轨道上移开。有足够的燃料(并且所有系统在太空数十年之后都能运行),卫星可以自行离轨。

然而,空间碎片不仅仅是一个工程问题。假设欧洲开发了一种拖船卫星并试图将旧的俄罗斯卫星转轨,或者靠近一颗活跃的美国间谍卫星。显然,这可能会变得政治化。简而言之,我们还没有找到一种可持续地利用空间的方法,这个问题几乎与寻找确保地球可持续发展的方法一样复杂。我们需要的是实用的解决方案 。

那么哈勃会发生什么,也许是最知名的,需要退休的卫星?有一天,也许在20世纪20年代初,将发射一个小型航天器与太空望远镜会合。它将使用软捕捉机制附加,然后发射引擎,引导哈勃望远镜重新进入南太平洋。对于像哈勃这样大的卫星,有些部分可能会在重新进入的情况下继续存在,因此海洋上的大型无人居住区域最适合避免损坏或伤亡的风险。

可以从其他卫星,飞机和轮船上仔细跟踪重返大气层 - 所有这些都将捕捉到哈勃自己花费数十年观看天空的瞬间,将成为其他望远镜拍摄的明亮流星。在某种程度上,像哈勃望远镜这样的使命本身应该以荣耀的火焰结束,这似乎是最合适的。

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