中科院开始搜索相撞碎片 天宫一号暂时不受影响

2001年3月23日，服役15年的俄罗斯“和平”号空间站自杀式坠入地球大气层，成为最重的太空垃圾。虽然多数在穿越大气层时燃烧，仍有1500个残骸碎片落在地球表面。

欧洲航天局发布的电脑合成照片，显示约有12000块太空碎片围绕地球运转。新华社发

　　中国搜捕碎片

　　中国科学院空间碎片专家12日表示，俄美卫星相撞后产生的碎片可能对我国太阳同步轨道卫星产生影响。

　　目前，由紫金山天文台负责的中科院观测网已开始实施对这次相撞产生的碎片搜索捕获，并将密切关注这些碎片对我国在用卫星的影响。

　　至少产生数千个碎片

　　据美国宇航局太空垃圾研究专家估计，此次卫星相撞将会产生至少数千个太空碎片。

　　目前已监测到了数十个较大碎片，这些碎片已分成了两团碎片云。

　　影响我气象通信卫星

　　中科院空间科学与应用研究中心研究员、中国空间碎片行动计划顾问都亨说，撞击刚刚发生后产生的碎片呈云状分布，是密集的一团，随时间推移会逐渐散开，目前还不清楚这个碎片云的直径。“这个碎片云会对轨道高度在700公里到900公里范围内的太阳同步轨道卫星产生较大影响。”

　　他说，这个轨道高度内有许多应用卫星，气象卫星、通信卫星等较为密集，包括我国的“风云一号”气象卫星和“资源一号”等对地观测卫星。

　　欲实施变轨避免碰撞

　　都亨表示，俄美卫星相撞事件发生后，空间中心立即对所有在这一轨道高度和相近高度运行的卫星进行监测。他说：“只要碎片云的运行数据一公布，我们在用的应用卫星会不会碰撞都可以计算出。届时可以对具备变轨功能的卫星的运行姿态作出调整。”

　　据悉，此次卫星相撞发生在俄罗斯的西伯利亚上空，不在国内现有观测站的观测空域，因此国内观测网未监测到相撞时刻的情况。但相撞事件产生的太空碎片，将会散布在相撞发生的高度为主的上下较大范围内，因此除了对运行在碰撞高度的应用卫星增加碰撞危险外，也会对其他的高度的卫星产生一定的影响。

　　太空碎片主要源自美俄

　　据了解，自1957年苏联把全世界第一颗人造卫星送上天至今52年的时间里，人类已向太空发射了5000多颗各类航天器，其中很大一部分已成为太空碎片在轨道上遨游。构成这些碎片的包括废弃的航天器和报废卫星，火箭外包装，碰撞和对接期间产生的金属片，螺母和螺栓，不慎丢弃的工具，以及从载人飞船上扔下的宇航员排泄物。

　　目前，地面上能观测到并记录在案的在太空中的碎片约有4000多万个，形成约3000吨太空垃圾，主要源自美国和俄罗斯。其中地面可以观测到的最大碎片与一辆公共汽车相当，最小的与一个垒球相当，而且这些数字每年都在增加。其中一些碎片的飞行速度可达每秒7.8公里甚至更快，并可能在太空中“巡游”数十年。一块仅有阿司匹林药片大的碎片就能将人造卫星撞成“残废”。

　　事件影响

　　事故危害将上百年

　　碎片或导致太空连环碰撞，波及国际空间站、哈勃太空望远镜和俄带核卫星

　　初步跟踪结果显示，两颗卫星当时轨道速度大约为每小时26800公里，碰撞时的相对速度约11.6公里每秒，导致两颗卫星立刻化为太空碎片云团。

　　尽管这些碎片位于地球低轨道，但至少也会在太空中存留几十年，甚至上百年，发生太空新碰撞的几率正在以几何级数增长。目前会造成至少四个方面的损失与威胁。

　　首先是美国的铱星通讯受到影响。美国铱星系统有66颗卫星，大多集中在极地轨道附近，本次卫星相撞产生的碎片将极有可能导致一系列的对铱星系统其他65颗卫星的连环碰撞，而新的碰撞又将产生成千上万的新碎片威胁更多的卫星。

　　其次是残骸对国际空间站和宇航员的威胁。美国宇航局表示，这起事件造成的卫星残骸已经波及国际空间站运行轨道，但残骸与国际空间站相撞的可能性很小。即使碎片威胁到国际空间站，空间站也可以启动“避撞”程序。

　　从目前形势看，空间站很可能需要启动发动机，调整自身运行轨道，以避开碎片的撞击。1998年以来，国际空间站已绕地球飞行超过6万圈，但只启动过8次“避撞”程序。目前，国际空间站上有2名美国宇航员和1名俄罗斯宇航员，地面飞行控制中心已将这次相撞事件通报驻站宇航员。

　　第三是哈勃太空望远镜可能最早产生撞击事故。美国航空航天局称，哈勃望远镜的航行轨道比美俄卫星相撞的地点略微偏上，距离很近。比起远距离的国际空间站，美俄卫星相撞产生的碎片对哈勃太空望远镜和地球监测卫星的危害会更大。

　　第四是对太空其他在轨运行卫星的威胁。俄罗斯航天专家说，俄美卫星相撞产生的碎片可能波及苏联时期携带核反应堆的老化卫星。这些卫星属于退役老化的海洋监视卫星，上面装有核反应堆，如果碎片与这些卫星相撞，将导致在太空中形成放射性碎片带。

　　此外，相撞后产生的碎片还有可能与俄罗斯“箭”系列其他卫星相撞，从而形成新的太空碎片。

　　专家支招

　　卫星带根绳子 拉回大气层烧毁

　　航天专家研究空间碎片处理方法防止撞击事故

　　中国空间技术研究专家庞之浩指出，随着航天活动越来越多，太空垃圾势必不断增多，此次美俄罗卫星撞击事件为太空“交通安全”敲响了警钟。目前用于防止太空垃圾撞击航天器的方法和相关设计大致有6种：

　　用光学望远镜观测高太空轨道，用雷达监测和预警，使各种航天器通过改变运行轨道提前躲避；

　　确保废弃的航天器具有一定的变轨能力，将位于高轨道的废弃航天器“调遣”到更高的无用轨道，使其无法威胁其他“同伴”；

　　通过无线电遥控信号使位于低轨的废弃航天器采取“自杀”式方法，逐渐转移到更低的轨道，并最终坠落到预定海域；

　　加厚航天器的外壳，增强其抗撞能力，但这会增加航天器的负担和制造成本；

　　正在设计用可降解的新材料制作航天器，这样它们在完成使命后的一段时间内能在太空中自行化为乌有；

　　研究人员还在设计发挥“太空清洁车”作用的航天器，收集并带回“太空垃圾”。或者研制激光装置，将“太空垃圾”烧成灰烬。

　　此外，还有一些概念性防护设计，如终结者绳索办法。就是卫星上天时带一根由特殊材料制成的绳子，有5公里左右，卫星失效后可以控制它释放，绳子将切割地球磁力线并导电，进而在地磁场的作用下产生下拉作用，将卫星在短期内拖入地球大气层烧毁。

　　新闻链接

　　天宫一号

　　暂不受影响

　　卫星轨道按高度可分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道。

　　距地面数百公里到1000多公里的轨道为低轨道。低轨道卫星具有信号传输时延短等优点，因此许多通信卫星采用。

　　中高轨道的高度约为2000公里到两三万公里。

　　在距地面约3.5万公里处，有一条特殊的轨道，这里卫星的运行周期和地球自转周期相同，被称为地球同步轨道。

　　出于运输、建设方便和研究需要，国际空间站目前处于离地面300公里至400公里的低轨道中。2009年1月，国际空间站完成最新一次变轨，处于距地面约350公里的太空轨道。因此，这次发生在距地面约800公里的卫星相撞暂时对国际空间站还不会有太大影响。

　　中国2008年发射的“神舟七号”飞船的近圆轨道距地面约343公里，计划发射的“天宫一号”空间实验室也将位于较低的轨道。由于此次相撞产生的碎片的飞行轨道仍然非常高，短时间内不会进入“天宫一号”的轨道。

　　背景资料

　　太空碎片

　　三次惹大祸

　　此前，人类曾通过轨道测算确认过三起重大的太空垃圾与航天器相撞事件。

　　1991年12月底，俄罗斯一颗失效卫星“宇宙1934”撞上了本国另一颗卫星“宇宙926”释放出来的大碎片，前者一分为二，后者零碎到无法跟踪。

　　1996年7月，法国的“樱桃”通信卫星被多年前“阿丽亚娜”运载火箭入轨时产生的一枚碎片击中。当时，该碎片以每小时3.1万公里的速度与卫星相撞，卫星主体虽没有受到损伤，却导致一个观测装置受损，卫星运行超出正常范围。

　　2005年1月17日，在太空中飞行了31年的美国“雷神”火箭废弃物和此前中国发射的长征四号火箭的残骸，以每秒5.73公里的相对速度碰撞，长征四号火箭残骸的近地点轨道下降了14公里，美国的火箭废弃物一分为四。

　　本版稿件据新华社、环球时报