宇宙中人为制造的垃圾,通常被称为“太空垃圾”或“轨道碎片”,主要包括报废的卫星、火箭的残余部分、工具和其他人造物体。这些太空垃圾一般会停留在地球轨道周围,并根据其轨道高度、大小、形状和材料特性,经历不同的“命运”。
太空垃圾的去向留在轨道上:
低地球轨道(LEO):这是离地面较近的区域(通常在200-2000公里的高度)。在低地球轨道的太空垃圾,受到大气阻力的影响较大,随着时间推移,它们会逐渐减速并向地球坠落。
中地球轨道(MEO)和高地球轨道(GEO):在这些更高的轨道上(约2000公里及以上),大气阻力很小,因此这些碎片通常会停留很长时间,有些可能会在轨道上持续几千年。
重新进入地球大气层:
太空垃圾在轨道上受到微小的气体摩擦和太阳辐射压力的作用,会逐渐失去动能并进入更低的轨道,最终重新进入地球大气层。在重新进入大气层的过程中,大多数垃圾会由于与空气摩擦产生的高温而烧毁,只有极少数的较大和耐高温的物体可能到达地球表面。
清理和回收:
国际空间站和一些新技术项目(如“清理卫星”或“捕获装置”)正在研究如何主动清理太空垃圾。例如,欧洲航天局(ESA)和其他机构正在开发使用网、抓手、激光和拖曳装置等方法主动移除或减少轨道碎片的数量。
受控坠毁:
对于已报废的卫星和空间站等大型太空物体,通常会通过受控操作将其移到“坟墓轨道”或让其重新进入大气层,以减少对其他航天器的威胁。例如,国际空间站的退役计划预计将其受控坠入南太平洋的无人区(通常称为“航天器坟场”)。
太空垃圾的风险与挑战碰撞风险:太空垃圾的存在增加了在轨航天器和卫星发生碰撞的风险,导致进一步的碎片化,形成一种连锁反应,被称为“凯斯勒综合症”。这种现象可能严重影响未来的太空探索和卫星部署。
监测和追踪:各国航天机构和国际组织正在加强对太空垃圾的监测和追踪,使用地面雷达、望远镜和卫星来跟踪这些碎片,以确保在轨道上的航天器能够采取规避措施。
太空垃圾目前大多在轨道上停留,部分会逐渐脱离轨道重新进入大气层并烧毁。国际社会正在探索多种技术手段以减少和清理这些碎片,确保太空环境的安全和可持续利用。