北京時(shí)間10月23日17點(diǎn)50分,德國(guó)倫琴衛(wèi)星(ROSAT)墜入大氣層。監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示,墜落軌跡最后在印度洋北部的孟加拉灣上空結(jié)束,尚無(wú)目擊報(bào)告。
倫琴衛(wèi)星是一顆天文觀(guān)測(cè)衛(wèi)星,它于1990年6月發(fā)射,工作在軟X射線(xiàn)和極紫外波段,主要任務(wù)是利用攜帶的成像望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行全天X射線(xiàn)巡測(cè)。德國(guó)物理學(xué)家倫琴是X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)者,故這顆衛(wèi)星以他的名字命名以示紀(jì)念。
按計(jì)劃,倫琴衛(wèi)星的工作壽命只有18個(gè)月,實(shí)際工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)8年,于1999年2月關(guān)機(jī)。倫琴衛(wèi)星為X射線(xiàn)天文學(xué)做出了很多貢獻(xiàn),其中包括:發(fā)現(xiàn)了超過(guò)15萬(wàn)個(gè)天體目標(biāo),仔細(xì)研究了超新星遺跡和星系團(tuán)的形態(tài),探測(cè)到了彌漫分子云的X射線(xiàn)輻射,并發(fā)現(xiàn)彗星也有X射線(xiàn)輻射。X射線(xiàn)天文學(xué)讓人們認(rèn)識(shí)到,我們的宇宙并不是“平靜”的,而是充滿(mǎn)了高能輻射和劇烈的天體活動(dòng)。
倫琴衛(wèi)星的重量高達(dá)2.4噸,正常工作時(shí)軌道高度是565~585公里。1998年由于它的導(dǎo)星系統(tǒng)失效,并且X射線(xiàn)感應(yīng)器直接指向了太陽(yáng)而導(dǎo)致永久損壞;1999年2月正式宣告報(bào)廢。因其自身未攜帶推進(jìn)系統(tǒng),從此倫琴衛(wèi)星就處于失控狀態(tài)。由于高層稀薄大氣的拖拽作用,衛(wèi)星的高度不斷減低,這就決定了它最終只能墜落。到2011年6月,倫琴衛(wèi)星的軌道高度只剩下327公里。德國(guó)航空航天中心估計(jì)它將以每小時(shí)2萬(wàn)8千公里的速度進(jìn)入大氣層,并碎裂為30塊。
就在一個(gè)月前,9月24日,失去控制的美國(guó)NASA高層大氣研究衛(wèi)星(UARS)也墜落進(jìn)大氣層。UARS直徑10米,像一輛公共汽車(chē),重量達(dá)到6.5噸,據(jù)估計(jì)衛(wèi)星殘骸可能會(huì)達(dá)到26塊,總重量約為500公斤。這顆衛(wèi)星的軌道和倫琴衛(wèi)星類(lèi)似,可能的墜落范圍更廣。幸好,最終監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,其殘骸墜落在靠近北美大陸的太平洋上,才讓人們虛驚一場(chǎng)。
其實(shí),類(lèi)似事件自從人類(lèi)進(jìn)入太空就不斷發(fā)生,以下是歷史上幾個(gè)更加龐大的“天外不速之客”:
1. 1979年,天空實(shí)驗(yàn)室,85噸,失控墜落。1973年,美國(guó)宇航局的天空實(shí)驗(yàn)室發(fā)射升空,這是第一個(gè)可載人的空間站,曾有三組載人航天任務(wù)拜訪(fǎng)過(guò)它。天空實(shí)驗(yàn)室的軌道高度是434~442公里。它原計(jì)劃在軌工作10年,但由于這一時(shí)期的太陽(yáng)活動(dòng)比預(yù)想的活躍得多,地球大氣受熱膨脹,影響了天空實(shí)驗(yàn)室的軌道,導(dǎo)致它提前墜落。1979年7月11日,天空實(shí)驗(yàn)室墜入大氣層,在印度洋和澳洲西部上空形成可見(jiàn)的火鏈,有些大塊的殘骸墜落在澳大利亞西海岸的佩斯市,幸好無(wú)人受傷。
2. 2003年,哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī),100噸,降落時(shí)失事爆炸。2003年,美國(guó)宇航局哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)在執(zhí)行完任務(wù)返回地面時(shí),由于出現(xiàn)故障導(dǎo)致失控,于2月1日在德克薩斯州東北部上空爆炸。航天飛機(jī)上乘載的7名宇航員全部遇難,這架重100噸的航天飛機(jī)被毀。之后的調(diào)查顯示擋熱板損壞導(dǎo)致航天飛機(jī)左翼邊緣出現(xiàn)故障,進(jìn)入大氣層時(shí)超熾熱等離子流滲入導(dǎo)致爆炸。這也是美國(guó)宇航局第二架在執(zhí)行任務(wù)中爆炸的航天飛機(jī)。
太空垃圾與日俱增
人們把這些仍停留在軌道上圍繞地球運(yùn)行的、不再處于可使用狀態(tài)的任何人造物體,都稱(chēng)為太空垃圾。這些物體主要是被廢棄的衛(wèi)星、空間站、其他任何航天器或者它們的碎片,它們小到固體火箭燃燒剩余的殘?jiān)蟮桨l(fā)射后被遺棄的多級(jí)火箭。對(duì)那些正在使用的衛(wèi)星來(lái)說(shuō),太空垃圾意味著麻煩。
大多數(shù)人造衛(wèi)星是在高度2000公里以下的近地軌道上運(yùn)行,環(huán)繞地球一周大約需要90分鐘,運(yùn)行速度大約是每小時(shí)2萬(wàn)8千公里(每秒7~8公里)。與地球靜止同步軌道(編注:高度35860公里)相比,把衛(wèi)星放到近地軌道所需能量較少,而且衛(wèi)星與地面通信所需要的功率也小,所以包括國(guó)際空間站在內(nèi)的大部分通訊、遙感衛(wèi)星都采用近地軌道。
據(jù)統(tǒng)計(jì),近地軌道上正在使用中的航天器多達(dá)近千個(gè)。未來(lái)10年,還會(huì)有上千顆衛(wèi)星被發(fā)射上去。
自1958年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來(lái),全世界各國(guó)一共執(zhí)行過(guò)超過(guò)4000次以上的發(fā)射任務(wù),這些航天器多數(shù)已經(jīng)報(bào)廢甚至解體,再加上火箭殘骸等,地球上空已經(jīng)是“垃圾遍地”。這些衛(wèi)星或垃圾的軌道并不完全一致,其相對(duì)速度可以高達(dá)每小時(shí)數(shù)萬(wàn)公里,一旦相撞,后果不堪設(shè)想。
其實(shí)早在航天時(shí)代到來(lái)之前,科學(xué)家已經(jīng)預(yù)見(jiàn)了航天活動(dòng)可能遭遇的撞擊的問(wèn)題,比如來(lái)自外太空的彗星或塵埃。1978年,美國(guó)科學(xué)家凱斯勒(Donald Kessler)指出,到2000年,人造太空垃圾的危險(xiǎn)將超過(guò)外太空塵埃,并可能在低地軌道形成“垃圾帶”,這一現(xiàn)象后來(lái)被稱(chēng)為“凱斯勒綜合癥”。
1991年,凱斯勒又發(fā)現(xiàn),1公斤的太空垃圾就能撞毀一艘1000公斤的航天器,并可能產(chǎn)生更多具有毀滅能力的垃圾碎片。如果軌道上的航天器數(shù)量超過(guò)某個(gè)臨界值,這種撞擊就將產(chǎn)生災(zāi)難性的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”或者“雪崩效應(yīng)”。
面對(duì)這樣的警告和警示,各主要航天機(jī)構(gòu)都成立了監(jiān)測(cè)太空垃圾的部門(mén),比如美國(guó)宇航局設(shè)立的太空垃圾研究的領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)“軌道碎片項(xiàng)目辦公室”。
為了盡量減小航天器與太空垃圾相撞的危險(xiǎn),美國(guó)的太空監(jiān)視網(wǎng)將地球軌道上所有大約10厘米的碎片都記錄在案并隨時(shí)跟蹤。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,1990年代,長(zhǎng)久地留在軌道上有記錄可查的太空垃圾已經(jīng)有8500件。2005年,這一紀(jì)錄達(dá)到了13000件。2006年,由于反衛(wèi)星試驗(yàn)的增加,太空垃圾猛增到19000件。今年美國(guó)宇航局公布的數(shù)據(jù)則達(dá)到22000件。尺寸更小的碎片無(wú)法直接跟蹤,估計(jì)數(shù)量更多,介于1~10厘米可能有50萬(wàn)個(gè),小于1厘米的,估計(jì)有幾千萬(wàn)個(gè)。這些太空垃圾的總重量可能超過(guò)4500噸。
2009年初,凱斯勒曾在一篇文章中直言不諱地指出:“沒(méi)有足夠安全措施的侵略性的太空活動(dòng)會(huì)使航天器之間的碰撞更加頻繁,并對(duì)未來(lái)的航天活動(dòng)形成無(wú)法承受的威脅。歷史上在軌道上構(gòu)建大型衛(wèi)星群、建設(shè)太陽(yáng)能電站的想法,以及過(guò)去30年蘇聯(lián)、美國(guó)和中國(guó)進(jìn)行的反衛(wèi)星武器試驗(yàn)等活動(dòng),可能已經(jīng)達(dá)到了臨界條件。在將來(lái)某個(gè)時(shí)候,一顆衛(wèi)星失事可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)影響許多衛(wèi)星。”
{{item.content}}