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“清道夫”卫星：太空垃圾的终结者？
关键词： 太空垃圾 清道夫 交会对接 太空武器 太空探索 返回轨道 大气阻力 清理卫星 终结者 地球同步轨道
核心提示
日益增多的太空垃圾正在对人造卫星等航天器的安全运行构成严重威胁。日前，意大利航天局研究员提出发射一个前端带有推进燃料装置的航天器来清理这些空间碎片的构想。那么，太空垃圾都是谁“丢弃”的？清理太空垃圾的航天器将如何对太空进行“大扫除”？太空垃圾销毁过程中会对人类产生不利影响吗？就此记者采访了专家。
空间碎片多达数千吨国际空间站也要躲着走
辽宁日报：庞教授您好！近日一则意大利航天局研究员提出计划发射航天器清理太空垃圾的学术文章引起我们的关注。那么何为太空垃圾？为何我们需要专门发射航天器来对它进行清理？
庞宝君：大家好。太空垃圾，即我们常说的空间碎片，是人类开展航天活动以来留在空间的废弃物，如失效卫星、运载火箭轨道级、碰撞解体碎片等。
空间碎片分布在地球的各种轨道上，从低地球轨道到地球同步轨道都有它们的身影。空间碎片大小不等，尺寸小于1毫米的碎片因数量众多，会使航天器的照相机镜头等光学敏感器件性能下降。与小一点的碎片相撞，航天器可能会受损，而与尺寸大于10厘米的大空间碎片相撞就不仅是让航天器“受伤”那么简单了，它们甚至会令航天器“机毁人亡”。所以，如果人们预测航天器与大空间碎片撞击概率超过某一阈值，航天器即要进行机动变轨。多国合作并唯一在轨运行的空间站国际空间站平均每年因为这些太空垃圾要进行1次规避飞行。可见其危害十分巨大。
辽宁日报：处理这些空间碎片真是个棘手的问题。那么这些“麻烦”的太空垃圾都是从哪里来的呢？
庞宝君：空间碎片主要来源于被遗弃的航天器和运载火箭箭体、在轨碰撞或爆炸产生的解体碎片、固体火箭喷射物以及航天器在轨操作过程中产生的操作性碎片等。各种来源产生的碎片尺度也不同。地面监测系统能够测定的大碎片主要来源于遗弃的航天器、运载火箭箭体和操作性碎片，爆炸解体碎片则大小都有，固体火箭喷射物、撞击产物和表面剥落产生的都是小空间碎片。
人类空间科学实验或空间反卫星武器试验过程中产生的碎片也是太空垃圾的来源之一。
辽宁日报：这些空间碎片确实给人类的太空探险旅程增添了诸多不便。目前空间碎片的数量很庞大吗？
庞宝君：目前，尺寸在毫米级以上的空间碎片数以亿计，总质量达到几千吨。据统计，大于5厘米、利用地面雷达和望远镜能观察到的空间碎片平均每年增加数百个。截止2011年7月，已编目在册的空间碎片总数达到16094个，其中由美国产生的有4867个，由俄罗斯(包括苏联)产生的有6075个，美俄两国产生的空间碎片占碎片总数的近70%。
锁定目标轻轻一推太空垃圾葬身大气层
辽宁日报：看来，处理太空垃圾迫在眉睫。让我们回到意大利科学家提出的用清理卫星处理太空垃圾的设想。这个“太空清道夫”将会如何运作呢？
庞宝君：处于低地球轨道的、距地面700千米至900千米高度的轨道范围，是极具商业价值和各国密集使用卫星的一个区域。
意大利科学家的清理卫星设想拟将每年在此区域选定5到10个清理目标，锁定“敌人”后，清理卫星会利用机械手给目标安装动力装置，使其脱离原来的轨道，向低轨道飞行，最后目标会在稀薄大气阻力和地磁场曳力作用下返回大气层，返回时间大约12个月。
清理卫星完成所有任务后会坠落到大气层，从而避免自身成为新的空间碎片。
辽宁日报：在宇宙空间清理卫星在与太空垃圾接触后，会向反方向运动而变得失去控制吗？
庞宝君：意大利科学家设计的这种清理卫星，是通过变轨的方式主动去接近太空垃圾，这个过程与空间交会对接基本类似，二者不会发生明显的碰撞。
在清理卫星与太空垃圾的接触过程中，可能有轻微碰撞，但是清理卫星应该会具有姿态和轨道控制系统，在通过地面导引，以及自身的调节下，清理卫星会很快恢复到稳定工作状态。换句话说，清理卫星与太空垃圾接触过程中的作用，正常情况下是不会使清理卫星失去控制的，除非系统出现故障或者地面导引出错。否则，清理卫星就没法清理太空垃圾了。
辽宁日报：科学家提出的这个设想如果实施会遇到实际困难吗？
庞宝君：实际上，处于构想阶段的“清理卫星”在制造和应用过程中会涉及方方面面的问题。
首先，突破卫星诸多关键技术势必要花费很多时间，“清理卫星”也是一种飞行器，它会不会因为某种原因失控，从而使自己成为新的太空垃圾，这还是一个未知数。
其次，“清理卫星”的研制、发射、运行、回收需要花费大量的人力物力，对于空间碎片这一人类所面临的全球性课题，经费来源是个问题。
再次，“清理卫星”一旦运行成功，具体由哪个组织或者国家来管理，这还需要进行深入的探讨。
最后，“清理卫星”具有按照预先选的目标进行“清除”这一独特的功能，一旦运行成功，其自身极有可能演变成潜在的太空武器。若有战争爆发，控制“清理卫星”的国家有对某些国家的卫星(如通信卫星、侦察卫星)进行“清除”的潜在可能。这也是每个航天国家或组织必须考虑的涉及空间安全的问题。
因此，这个设想实施起来并不会一帆风顺。