在人类第一次开始将物体送入地球轨道之前,地球周围的空间是干净整洁的。 但 1957 年 10 月 Sputnik 1 的发射改变了一切。 从那时起,太空碎片不断积累,无用、报废卫星的数量远远超过我们轨道上运行物体的数量。
A欧洲航天局 (ESA) 的新年度报告研究发现,虽然我们近年来已经意识到这个问题并采取了缓解措施,但这些措施目前还跟不上太空垃圾的庞大规模。
所有航天国家都对这一问题做出了贡献,这一问题意义重大:随着越来越多的报废物体出现在近地空间,碰撞的风险就会上升——随着物体的碰撞和破碎,会产生更多的太空碎片。
去年以来,这些隐患已经凸显。 我们不仅目睹了两颗巨大的死亡卫星差点相撞,但国际空间站不得不进行紧急演习三次以避免与太空碎片相撞。
但根据欧洲航天局的报告,碰撞还远不是最大的问题。 在过去 10 年中,碰撞仅占所有碎片事件的 0.83%。
“造成当前空间碎片问题的最大原因是轨道上的爆炸,这是由航天器和火箭上剩余的能源(燃料和电池)引起的,”霍尔格·克拉格说欧洲航天局太空安全计划负责人。
“尽管多年来一直采取措施防止这种情况发生,但我们看到此类事件的数量并没有减少。任务结束处置的趋势正在改善,但进展缓慢。”
过去十年碎片化事件的原因。 (欧空局)
太空垃圾问题于 20 世纪 60 年代首次提出,但缓解措施的确定和实施花了很长时间。 现在,航天国家能够更好地规划卫星和火箭任务结束后的情况。
可重复使用的火箭是一个很大的火箭,尽管技术还很落后仍处于起步阶段。 几十年来,火箭助推器一旦将有效载荷送入近地轨道,就只能随波逐流。 一些被丢弃的助推器已经存在了几十年。
其他缓解措施包括设计和建造能够更好地承受太空恶劣环境而不解体的航天器; 释放储存的能量和燃料,以降低报废航天器爆炸的可能性; 并且,一旦航天器的任务结束,将其移至更安全的轨道。
这意味着要么在用于运行航天器的近地空间上方建立一个“墓地轨道”,要么将其带入地球大气层,在重返大气层时作为一个简洁的处理系统燃烧掉。
但即使采取了这些措施,过去二十年里每年仍会发生 12 起碎片化事件。 这个数字正在上升,每次碎片事件都可能在地球轨道上产生数千块小碎片。 在轨道速度下,即使是最微小的碎片也会使运行中的卫星瘫痪。
根据ESA的统计模型,有超过 1.3 亿块小于一毫米的人为空间碎片。 我们希望解决这个问题的唯一方法就是共同努力。
好消息是,在过去十年中,遵守国际准则的航天国家数量有所增加。 那些不遵守轨道准则的国家越来越有可能遵守空间碎片减缓措施。
但我们利用空间的方式正在发生变化。 卫星群,小卫星而“星座”也变得越来越普遍。 仅 SpaceX 的 StarLink 就已将数百颗卫星在近地轨道。 因此,欧洲航天局表示,每个人的合作比以往任何时候都更加重要,以尽可能保持我们太空小角落的清洁。
“我们最新的报告清楚地表明,发射到近地轨道的卫星数量正在加速增加,”蒂姆·弗洛尔说,欧空局空间碎片办公室主任。
“为了继续受益于太空运行带来的科学、技术和数据,我们必须在航天器设计和运行中更好地遵守现有的空间碎片减缓准则。这一点怎么强调都不为过——这对于可持续利用至关重要的空间。”
欧空局正在积极寻求解决方案。 它有委托进行了一个尝试收集空间碎片的项目,计划于 2025 年推出概念验证。他们还试图开发自动避免碰撞操作的技术,这样人类控制人员就不需要跟踪和控制近地空间的每一件设备或退役的卫星。
以及诸如太空可持续性评级可以通过提供遵循的基线来帮助各国发展空间技术。
“太空碎片给全球范围内的近地环境带来了问题,所有航天国家都对此做出了贡献,而只有全球支持的解决方案才能解决这个问题,”ESA在其报告中写道。
你可以在这里阅读完整的报告。