太空垃圾威脅衛星與人類安全

【新唐人2011年10月12日訊】(新紀元周刊244期,記者李曉宇報導)編者按:美國國家科學院的研究報告顯示,地球軌道上的太空垃圾已達氾濫地步,不僅危及人造衛星的安全,也對人類造成直接的威脅。

近日美國氣象衛星UARS墜落地球,再次引發人們對太空垃圾的關注。自1957年以來,人類已經將4000多顆衛星送入太空軌道。美國國家科學院的研究報告顯示,地球軌道上的太空垃圾數目已達到臨界點,威脅到大量人造衛星和太空飛行器的安全;此外,墜入大氣層的太空垃圾也會對人類造成直接的威脅。

UARS 墜落美東

美國宇航局(NASA)關於「高層大氣研究衛星」(UARS – Upper Atmosphere Research Satellite)墜落的最終狀態報告說:NASA已報廢的 UARS 於美國東部時間9月23日星期五午夜12點(或9月24日星期六零時)墜落地球,落地點在美國東海岸。

負責跟蹤衛星下墜過程的範登堡空軍基地空間聯合作戰指揮中心確定,衛星進入太平洋之上大氣層時的位置是:南緯14.1度,東經189.8度(西經 170.2)。這一位置跨越南半球一個廣闊而遙遠的海域,遠離任何主要大陸。碎片散落範圍位於距離進入大氣層的墜入點300英里(480公里)到800英里(1280公里)之間。由於沒有人煙,NASA並沒有獲得來自這一地理區域的任何目擊憑證。

「高層大氣研究衛星」重六噸,1991年由太空穿梭機送入環地軌道,是第一個觀察大氣化學成分的多儀器衛星,並於2005年終止其科學生涯,轉換至低軌道,高度逐年衰減。NASA在其早前的風險評估報告中估計,衛星墜落時會分裂成150塊碎片,其中有總重532公斤的26塊碎片殘留進入大氣層,其餘碎片在進入大氣層之前已燃燒殆盡。

數億件太空垃圾漂浮太陽系

根據NASA的定義,太空垃圾(space debris)是指殘留在太空中的、不再有任何用處的人造物體。自1957年蘇聯發射第一顆人造地球衛星以來,已經有4000多顆衛星被送入太空軌道。

大多數太空垃圾飄浮在地球軌道上,但金星和火星表面也有一些,令人驚訝的是:月球上的太空垃圾多達20噸 !

據NASA估計,有數億件太空垃圾漂浮在太陽系,大的如卡車,小的比掉落的漆片還小。這些太空垃圾會被地球拉入越來越低的軌道,最後進入大氣層。大多數垃圾進入大氣層後會燃燒掉。通常太空垃圾進入低於600公里的軌道後,幾年之內就會墜落地球。

太空垃圾的主要問題是對正在運行的衛星和載人飛船具有潛在威脅。由於其高速運轉的特性,1到10公分大小的碎片足以穿透並損壞飛行器,NASA就經常需要替換被雪花大小(毫米級)的太空碎片損毀的航天飛機窗戶。一塊10厘米長的太空垃圾的破壞力相當於25支炸藥。

太空垃圾威脅上千人造衛星

《洛杉磯時報》9月2日報導,根據美國國家科學院的最新研究報告,地球軌道上目前已經有2.2萬件人們在地上可以偵測和追蹤的太空垃圾,還有無數偵測不到的更小的太空碎片,都會對正在運行的人造衛星和載人飛行器造成威脅。國際空間站經常被淹沒在太空碎片之中。

領導這項研究的是已經退休的NASA資深科學家科斯勒(Donald Kessler),他說:「我們對(地球的)太空環境已經失控。」

兩大事件造成惡果

自上世紀50年代太空時代開啟之後,人類在地球大氣層之上散落了很多用剩的助推器和其他部件及舊的衛星。之後全球科學界達成協議減少太空垃圾,協議規定所有發射到地球軌道的衛星都必須讓其墜回地球並完全燃燒殆盡。

但過去四年中發生的兩大事故增加了大量太空垃圾,改變了一切。2007年,中國進行反衛星武器試驗,中國發射的一枚彈道導彈摧毀了一顆廢棄的氣象衛星,令多達15萬件大小超過3/4英吋的碎片散落在超過1公里的太空軌道上,其中3118件可以通過雷達在地面偵測到。兩年後,一枚失靈的衛星與一枚仍在工作的衛星在地球軌道上相撞,產生了更多的太空碎片。

科斯勒說:「上述兩個事件令地球軌道上的太空垃圾翻倍,並使我們在過去25年裏清除太空垃圾的努力一筆勾銷。」

碎片落地砸人及核污染

美國太空研究中心的數據顯示,迄今為止,已經有近6000噸人造天體在墜落大氣層過程中倖存。其中有些人造天體經歷了可控制的死亡過程,如2001年俄羅斯的和平號空間站在人為控制下墜海;但也有很多太空垃圾在非控制下墜落地球。NASA科學家表示,2010年平均每天有一個太空垃圾在無人控制的情況下墜入地球大氣層。

1997年1月,俄克拉荷馬州的一名婦女晚間外出時發現空中出現一條光帶,隨後感覺到肩膀被甚麼東西碰到。事後發現,這塊太空垃圾是1996年發射的美國德爾塔Ⅱ火箭的組件。太空研究中心表示,這是迄今為止唯一一個已知砸到人的太空垃級。幸運的是,這名婦女並未受傷。NASA的報告稱,大約同一時間,德爾塔Ⅱ火箭一個重580磅(約合260公斤)的油箱墜落德克薩斯州,險些擊中一座有人居住的農舍。

1991年「禮炮7號」空間站脫離軌道墜落時,前蘇聯工程師試圖控制空間站墜毀大西洋。他們的努力最終化為泡影,8.8萬磅(約合3億9916萬公斤)的空間站的碎片墜落阿根廷,當地居民目睹了發光的碎片劃過天際的景象,所幸沒有人受傷。

1978年1月,前蘇聯核動力偵察衛星Kosmos 954墜落加拿大北部地區,核動力發電機的放射性物質擴散面積達到數千平方公里,造成核污染。此後,加拿大發起「晨光行動」(Operation Morning Light),尋找放射性物質,但最後回收的危險碎片只有0.1%。

本文轉自244期【新紀元週刊】「焦點新聞」欄目

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