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【已解決】如何防范太空垃圾造成的意外？

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分類：自然科學(xué)

最佳答案 2024-07-24 00:00

人們提出了4種辦法，用于防范太空垃圾造成意外破壞。分別是監(jiān)測和預(yù)警、碰撞規(guī)避和防護、離軌和棄置策略以及主動清除。

1、監(jiān)測和預(yù)警

對空間碎片保持監(jiān)測，并對其進行編目和碰撞預(yù)警是降低空間碎片撞擊風(fēng)險的第一步。各個航天大國都建有空間監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，如美國空間監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(Space Surveillance Network)，既包括天基的衛(wèi)星平臺，也包括地面的雷達、光學(xué)望遠鏡。

2、碰撞規(guī)避和防護

碰撞規(guī)避和防護是通過 “躲”和“防”的方式應(yīng)對可能出現(xiàn)的太空垃圾碰撞威脅。當(dāng)在軌航天器與較大的空間碎片（大于10厘米）或其他物體存在較高的碰撞風(fēng)險時，通過變軌離開碰撞軌道是最簡單直接的規(guī)避方法。但以消耗燃料、損失其工作壽命為代價。從1999年部署至2020年9月，國際空間站為規(guī)避空間碎片共變軌28次，其中2020年1月至9月共執(zhí)行3次碰撞規(guī)避變軌。

對于更小的碎片，可以通過提升航天器自身防護水平以直接抵抗空間碎片的撞擊。

與常識相反，單純增加航天器外殼的厚度并不是高效的做法，很多時候采用的是Fred Whipple早在1947年針對空間微流星體提出的多層防護措施。Whipple提出微流星體在擊穿一塊厚度與自身尺度相當(dāng)?shù)牟牧虾髸蚋邷囟鴼饣碗婋x，因此只需在航天器外1英寸的距離上包裹一層約6—7 mm厚的材料，即可防護空間微流星體的撞擊。這一防護措施被稱為Whipple防護。目前，國際空間站和我國的天宮空間站，均裝有Whipple防護板。

3、離軌和棄置

由于大氣阻力作用，低軌衛(wèi)星會在阻力作用下自然降低軌道。低軌衛(wèi)星在工作壽命結(jié)束后，如果25年內(nèi)可以再入大氣隕落，則不需要處置。如果軌道高度不太低，需要采取適當(dāng)?shù)碾x軌措施降低軌道，遵照25年內(nèi)隕落的建議。

對于地球靜止軌道衛(wèi)星，工作壽命結(jié)束后可以抬高軌道至“墳?zāi)管壍馈薄災(zāi)管壍揽梢员ＷC被棄置的衛(wèi)星不與正常的靜止軌道相交，確保靜止軌道工作衛(wèi)星的安全。除此以外，為了進一步減緩空間碎片，減少不必要的解體事件，航天器或火箭體在棄置時需要耗盡內(nèi)部能源，包括：(1)排空或燃盡推進劑；(2)電池放空電量；(3)釋放艙內(nèi)壓力。??

4、主動清除

對于近地空間越來越多的空間碎片，比較合適的處置方式是主動將其清除。目前主動清除尚在理論研究和實驗階段，常見的方案包括附著后推離軌道、柔性網(wǎng)拖離軌道、激光燒蝕反推離軌等。