【專題】美俄衛星太空相撞，史上首次

克里斯Chris

相當於1噸炸藥威力

    相撞事故帶來了無窮後患。據美國太空評論家費爾·普賴特稱，根據他對兩顆衛星軌道夾角和速度的測算，衛星相撞速度高達每秒鐘1.5公里，約合5400公里/小時。再加上兩顆衛星的重量，相撞等於1噸TNT炸藥爆炸的威力。

    據美國《紐約時報》報導，美俄衛星太空相撞後，雖然對聲音和數據通信的影響不大，因為新成立的銥星公司目前經營著66顆銥星，壞了一顆，還有其餘65顆，但其影響卻是長遠的。這體現在其殘骸對國際空間站和宇航員的威脅。

    到目前為止，專家贊成的觀點是，偶然的軌道變化是導致這次撞擊事故的主要原因。衛星軌道設計是專為某衛星使命而確定的，在進入太空工作後，需要不斷修正。但是如果這個衛星的控制系統失效了，衛星的軌道就發生了變化。

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據悉，這次衛星相撞事故發生在衛星低軌道範圍。衛星軌道按高度可分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道等。一般把距地面數百公里到1000多公里的軌道稱為低軌道。低軌道衛星具有信號傳輸時延短等優點，因此許多通信衛星採用低軌道。

    在距地面約3.5萬公里處，有一條特殊的軌道，這裡衛星的運行週期和地球自轉週期相同，被稱為地球同步軌道。在地球同步軌道上運行的衛星具有位置穩定等優點，因此在這個軌道附近分佈有大量的人造衛星。




    出於運輸、建設方便和研究需要，國際空間站目前處於離地面300公里至400公里的低軌道中。2009年1月，國際空間站完成最新一次變軌，處於距地面約350公里的太空軌道。因此，這次發生在距地面約800公里的衛星相撞暫時對國際空間站還不會有太大影響。

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3000噸垃圾快速奔跑

   近年來，地球上曾發生多起衛星「突降」事故。究其原因，都與日益增多的太空垃圾有關。

    所謂太空垃圾，是指圍繞地球軌道的無用人造物體。它們中小的由人造衛星碎片、漆片、粉塵、螺母、螺栓以及從載人飛船上扔下的宇航員排泄物構成，大的則是廢棄的航天器、報廢衛星、火箭外包裝。

   2007年3月，智利一架空客A340客機在飛行途中突然遭遇數塊炙熱衛星碎片「夾擊」。事後查明，這些險些擊中飛機的「火球」是俄羅斯一顆衛星的碎片。它們的墜落時間比俄方預計提早了12個小時。

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有數據顯示，自1957年蘇聯把全世界第一顆人造衛星送上天至今52年裡，人類已向太空發射了5000多顆各類航天器，其中很大一部分已成為太空垃圾在軌道上遨遊。

目前，地面上能觀測到並記錄在案的在太空中的碎片約有4000多萬個，形成約3000噸太空垃圾，其中地面可以觀測到的最大碎片與一輛公共汽車相當，最小的與一個壘球相當，而且這些數字每年都在增加。如今，美宇航局和其他機構正在逐漸地將部分太空垃圾編成目錄。


    據統計，50年來已有大量的太空垃圾在太空軌道中。當太空垃圾密度高到臨界點時，太空垃圾的碰撞會引起連鎖反應，造成人造衛星無法存活、地球軌道喪失功能的嚴重後果。它們就像是圍繞著地球快速奔跑的「殺手」，一旦撞到同為太空垃圾的廢舊燃料罐和電池，後果不堪設想。

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太空交通亟待整治

    車輛多了，必然造成交通擁堵，外太空也一樣。近年來，隨著越來越多人造物體逐漸送入太空，太空交通控制問題也日益突出。根據美國宇航局的統計，目前地球軌道上有大約4000個運行中或報廢的人造衛星和火箭殘體，此外還有大約6000個可以看到並跟蹤的太空垃圾碎片；而直徑超過1厘米的太空垃圾，更多達20萬個。這些物體大多數都在以每小時2.8萬公里的速度行進。它們的運行，無時無刻不威脅著航天飛機以及國際空間站的安全。



    在沒有交通警察的太空，制定相關制度十分必要。2008年10月，來自美國、歐盟、俄羅斯和中國的幾百名太空安全專家曾經在意大利羅馬召開了一次國際太空安全會議，其議題就是「民用太空環境安全預警」。



    今年1月19日，英國《經濟學家》週刊發表了一篇題為「太空裡的危險駕駛」的文章，呼籲航天大國切實擔負起治理太空交通的重任。文章認為，這些交通規則可以防止危險駕駛和保持安全距離，最重要的是可以避免對其他國家衛星的傷害。太空和地面上一樣，監督道路交通的眼睛越多，大家就越安全。

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空間站可能被擊穿


    「我們確信，這起事件造成的衛星殘骸已經波及國際空間站運行軌道。」美國宇航局太空殘骸首席科學家約翰遜說。他表示，如果需要的話，他們會讓國際空間站變軌躲避那些太空碎片。但他同時表示，一些肉眼看不見的太空殘骸，以及衛星殘骸不斷擴散，都將是空間站的生存大敵。




   就在國際空間站與這顆廢棄衛星相遇前約12小時，另一編號為88921的太空飛行物也以較近距離飛過國際空間站。

    在這次撞擊事件發生前，俄地面飛行控制中心曾與美國宇航局進行協商。考慮到撞擊不會產生巨大破壞力，雙方決定不讓國際空間站採取任何避讓措施。

    俄羅斯專家認為，目前大約有2000塊太空垃圾可能對國際空間站構成嚴重威脅。美國航天專家指出，留存在太空中的各種碎片、殘骸具有驚人的高速度，即使一塊微小的石頭或金屬片，也可能擊穿國際空間站的外殼。如果由此形成的孔洞足夠大或者損傷部位「湊巧」，甚至可能造成災難性後果。

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歷史上，國際空間站曾6次避讓可能與之相撞的太空垃圾。美國一個專家委員會2007年2月27日曾提出，10年內國際空間站遭太空垃圾擊穿的幾率為55%，由此造成災難性後果的可能性為9%。

    不過也有科學家說，增加國際空間站的防護層可以起到一定作用。如果加上可靠的保護層，上述風險可以分別降低到29%和5%。

    為此，美國「發現」號航天飛機為國際空間站運來了17個鋁制遮蔽罩，存放在空間站外。

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關於增加太空站的防護，2007年，兩名俄羅斯宇航員經過5個半小時的太空行走，為空間站安裝了5個金屬遮蔽罩，以減少太空垃圾對空間站的威脅。