自 1998 年发射升空以来,国际太空站(ISS)已历经无数次被迫改变运行轨道的情况,但并非是因为任何科学上的因素,只是纯粹为了避免与太空垃圾产生碰撞,不过,未来国际太空站或许不用再“躲躲藏藏”了。日本理研高能天体物理实验室(Japan’s Riken Computational Astrophysics Laboratory)研究人员拟研发一套激光系统,可让太空垃圾在接近国际太空站前,就先被系统击毁消失。
直径大于 10 毫米的太空垃圾,就能摧毁太空站
照科学家们的估计,目前地球轨道上共有将近 3,000 吨的太空垃圾,这些太空垃圾小到固态火箭的燃烧残渣,大至发射后被遗弃的火箭或寿终正寝的人造卫星。举例来说,如多级火箭分离时产生的碎片、大块碎片相互碰撞后产生的小碎片,甚至包括太空人遗失的手套或工具等物品,都能成为对国际太空站造成危害的太空垃圾。
一般而言,太空垃圾会在高约 300 至 450 公里的近地轨道上,以每秒 7 至 8公里的速度高速飞行;而在高度 36,000 公里的地球静止轨道上,太空垃圾则以每秒 3 公里的速度飞行。
经科学家估算,只要是直径大于 10 毫米的碎片,就能对国际太空站造成威胁,甚至将太空船完全摧毁,因此若太空垃圾与运作中的人造卫星、太空船或国际太空站碰撞,可能危及设备或太空人的生命安全。那么,当潜在威胁的示警发出时,国际太空站又会如何应对呢?
若收到示警表示太空垃圾可能碰撞国际太空站,相关人员便会将国际太空站的位置做微调,或是让太空人到太空船上避难,好在碰撞发生前返回地球。不过,未来面对类似情况时,国际太空站或许多了一套“积极的”解决方式了。
有了 CAN 激光系统,能将太空垃圾一扫而空?
日本理研高能天体物理实验室计划研发一项激光技术,目的是要监测宇宙射线在大气中造成的紫外线,但天体物理学家 Toshikazu Ebisuzaki 表示,这项技术也能准确侦测可能对太空站造成威胁的太空垃圾。
这项计划的最终系统为 Coherent Amplification Network(CAN)激光系统,该系统最终的完成版本将配备 100,000 瓦的紫外线 CAN 激光系统、产生每秒 10,000 次激光脉冲,可朝着太空垃圾碎片上发射激光光,激光光会使目标碎片表面蒸发,产生电浆态时的反作用力,会将物体朝向太空站的反方向推离。
不过目前这项技术仍处于研发阶段,测试版本最快可望于 2017 或 2018 年左右登上国际太空站,可能会先以 10 瓦紫外线激光系统、产生每秒 100 次激光脉冲的方式进行测试。假如这项激光系统真能在国际太空站上发挥效果,太空相关机构或许能将其放上人造卫星,在地球轨道附近“扫射”太空垃圾,或许不过短短几年的时间,就能将地球轨道附近的太空垃圾一扫而空。
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